에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2018-09-15)

에너지관리기사
(2018-09-15 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 연돌에서의 배기가스 분석 결과 CO2 14.2%, O2 4.5%, CO 0% 일 때 탄산가스의 최대량[CO2]max(%)는?

  1. 10.5
  2. 15.5
  3. 18.0
  4. 20.5
(정답률: 71%)
  • CO2max/CO2=21/21-O2
    CO2max=(21/(21-4.5)) *14.2
    =18.072
  • 이 문제는 배기가스 분석 결과로부터 탄산가스의 최대량을 구하는 문제로, 완전 연소 시의 이론적인 CO2 최대량 공식을 적용합니다.
    $$ [CO_2]_{max} = \frac{21}{21 - O_2} × [CO_2] $$
    $$ [CO_2]_{max} = \frac{21}{21 - 4.5} × 14.2 $$
    $$ [CO_2]_{max} = 18.06 $$
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2. 순수한 CH4를 건조 공기로 연소시키고 난 기체 화합물을 응축기로 보내 수증기를 제거시킨 다음, 나머지 기체를 Orsat법으로 분석한 결과, 부피비로 CO2가 8.21%, CO가 0.41%, O2가 5.02%, N2가 86.36%이었다. CH4 1kg-mol 당 약 몇 kg-mol 의 건조공기가 필요한가?

  1. 7.3
  2. 8.5
  3. 10.3
  4. 12.1
(정답률: 39%)
  • 이 문제는 연소 반응의 물질 수지(material balance)를 이용하여, 주어진 건조 연소가스 분석 결과로부터 연료 1kg-mol당 필요한 건조 공기의 양을 계산합니다. 특히 탄소 균형을 통해 연소가스 조성을 연료 기준으로 환산하고, 산소 균형을 통해 공급된 산소량을 구한 후, 공기 조성을 이용하여 총 건조 공기량을 산출합니다.
    [기본 공식]
    1. 연료 1 kg-mol당 건조 연소가스 총 몰수 (N_{DFG}):
    $$ N_{DFG} = \frac{\text{연료의 C 몰수}}{\text{건조 연소가스 중 C의 몰분율}} $$
    2. 공급된 산소(O_{2, supplied}) 몰수:
    $$ O_{2, supplied} = \frac{1}{2} × (2 × N_{CO_2} + 1 × N_{CO} + 1 × N_{H_2O} + 2 × N_{O_{2, excess}}) $$
    (여기서 N_{CO_2}, N_{CO}, N_{O_{2, excess}}는 N_{DFG}에 각 성분의 몰분율을 곱한 값이며, N_{H_2O}는 연료의 수소량으로부터 계산됩니다.)
    3. 필요한 건조 공기(Air_{dry}) 몰수:
    $$ Air_{dry} = O_{2, supplied} × (1 + \text{N}_2/\text{O}_2 \text{ 비}) $$
    [숫자 대입]
    CH₄ 1 kg-mol당 C는 1 kg-mol, H는 4 kg-mol이므로 H₂O는 2 kg-mol 생성됩니다.
    건조 연소가스 중 C의 몰분율은 0.0821 (CO₂) + 0.0041 (CO) = 0.0862 입니다.
    공기 중 N₂/O₂ 비는 3.76입니다.
    $$ Air_{dry} = \left[ \frac{1}{2} × \left(2 × \frac{0.0821}{0.0862} + 1 × \frac{0.0041}{0.0862} + 1 × 2 + 2 × \frac{0.0502}{0.0862}\right) \right] × (1 + 3.76) $$
    [최종 결과]
    $$ Air_{dry} \approx 12.1 \text{ kg-mol} $$
  • 실제공기량 A=m*A_0=m*O_0/0.21
    공기비 m=N2/(N2-3.76(O2-0.5*CO)
    =86.36/(86.36-3.76*(5.02-0.5*0.41)
    =1.265
    CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
    1kmol : 2kmol
    이론산소량 O_0=2kmol/1kmol=2
    실제공기량 A=1.265*2/0.21=12.049
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3. 표준 상태에서 고위발열량과 저위발열량의 차이는?

  1. 80 cal/mol
  2. 539 cal/mol
  3. 9200 cal/mol
  4. 9702 cal/mol
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 연소 시 생성되는 수증기의 잠열을 이용하여 고위발열량과 저위발열량의 차이를 계산합니다. 고위발열량과 저위발열량의 차이는 연소 생성물 중 수증기가 응축될 때 방출하는 잠열에 해당하며, 이는 물의 몰 증발 잠열과 같습니다.
    $$ \text{고위발열량} - \text{저위발열량} = \text{물의 몰 증발 잠열} $$
    $$ \text{물의 몰 증발 잠열} = (\text{물의 증발 잠열}) × (\text{물의 몰 질량}) $$
    $$ \text{물의 몰 증발 잠열} = 539 \text{ cal/g} × 18 \text{ g/mol} $$
    $$ \text{물의 몰 증발 잠열} = 9702 \text{ cal/mol} $$
  • 539*18=9702
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4. 로터리 버너를 장시간 사용하였더니 노벽에 카본이 많이 붙어 있었다. 다음 중 주된 원인은?

  1. 공기비가 너무 컸다.
  2. 화염이 닿는 곳이 있었다.
  3. 연소실 온도가 너무 높았다.
  4. 중유의 예열 온도가 너무 높았다.
(정답률: 83%)
  • 화염이 노벽에 직접 닿으면 국부적인 냉각으로 불완전 연소가 발생하여 카본이 부착됩니다.
    오답 노트
    * 공기비가 너무 컸다.
    공기비가 크면 완전 연소에 가까워져 카본 생성이 줄어듭니다.
    * 연소실 온도가 너무 높았다.
    연소실 온도가 높으면 연소가 촉진되어 카본 생성이 줄어듭니다.
    * 중유의 예열 온도가 너무 높았다.
    버너 팁 코킹의 원인이 될 수 있으나, 노벽 카본 부착의 주된 원인은 아닙니다.
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5. 내화재로 만든 화구에서 공기와 가스를 따로 연소실에 송입하여 연소시키는 방식으로 대형가마에 적합한 가스연료 연소장치는?

  1. 방사형 버너
  2. 포트형 버너
  3. 선회형 버너
  4. 건타입형 버너
(정답률: 74%)
  • 내화재로 만든 화구에서 공기와 가스를 따로 연소실에 송입하여 연소시키는 방식으로 대형가마에 적합한 가스연료 연소장치는 포트형 버너입니다.
    오답 노트
    - 방사형 버너: 주로 균일한 온도 분포가 필요한 소형 또는 중형 가열로에 사용되므로 오답.
    - 선회형 버너: 강력한 선회류를 형성하여 연소 효율을 높이지만, 대형 가마의 특정 연소 방식과는 거리가 있으므로 오답.
    - 건타입형 버너: 주로 보일러나 산업용 가열로에 사용되며, 공기와 연료를 혼합하여 분사하는 방식이므로 오답.
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6. 다음 중 기상폭발에 해당되지 않는 것은?

  1. 가스폭발
  2. 분무폭발
  3. 분진폭발
  4. 수증기폭발
(정답률: 73%)
  • 수증기폭발은 화학적 연소 반응이 아닌, 뜨거운 물질과 차가운 액체가 접촉하여 발생하는 급격한 상변화에 의한 물리적 폭발이므로 기상폭발에 해당하지 않습니다.
    오답 노트
    * 가스폭발: 가연성 가스가 공기 중에서 연소하며 발생하는 화학적 폭발입니다.
    * 분무폭발: 가연성 액체가 미세한 안개 형태로 분산되어 공기 중에서 연소하며 발생하는 화학적 폭발입니다.
    * 분진폭발: 가연성 고체 분진이 공기 중에서 부유하며 연소하는 화학적 폭발입니다.
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7. 부탄가스의 폭발 하한값은 1.8 Vol%이다. 크기가 10m×20m×3m 인 실내에서 부탄의 질량이 최소 약 몇 kg일 대 폭발할 수 있는가? (단, 실내 온도는 25℃이다.)

  1. 24.1
  2. 26.1
  3. 28.5
  4. 30.5
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 이상기체 상태 방정식과 몰 부피 개념을 활용하여 폭발 하한계에 해당하는 부탄의 질량을 계산합니다.
    $$ V_{\text{부탄}} = V_{\text{실내}} × \frac{\text{LEL}}{100} $$
    $$ n_{\text{부탄}} = \frac{V_{\text{부탄}} × 1000 \text{ L/m}^3}{V_m} $$
    $$ m_{\text{부탄}} = n_{\text{부탄}} × M_{\text{부탄}} × \frac{1}{1000 \text{ g/kg}} $$
    $$ V_{\text{부탄}} = (10 \text{ m} × 20 \text{ m} × 3 \text{ m}) × \frac{1.8}{100} = 600 \text{ m}^3 × 0.018 = 10.8 \text{ m}^3 $$
    $$ n_{\text{부탄}} = \frac{10.8 \text{ m}^3 × 1000 \text{ L/m}^3}{24 \text{ L/mol}} = 450 \text{ mol} $$
    $$ m_{\text{부탄}} = 450 \text{ mol} × (12 × 4 + 1 × 10) \text{ g/mol} × \frac{1}{1000 \text{ g/kg}} = 450 \text{ mol} × 58 \text{ g/mol} × \frac{1}{1000 \text{ g/kg}} $$
    $$ m_{\text{부탄}} = 26.1 \text{ kg} $$
  • 체적 V2부탄(C4H10)=10*20*30 *0.018=10.8m3
    1안)PV=GRT↔G=PV2/RT=101.3Kpa*10.8m3/(8.314/58(=12*4+10)*(273+25)=25.6kg
    2안) 환산부피 P1V1/T1=P2V2/T2=1*V1/273+0=1*10.8/273+25
    V1=9.894m3
    C4H10
    22.4Nm3: 9.894Nm3
    58Kg : X(Kg)=9.894*58/22.4=25.6Kg
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8. 연소기의 배기가스 연도에 댐퍼를 부착하는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 통풍력을 조절한다.
  2. 과잉공기를 조절한다.
  3. 배기가스의 흐름을 차단한다.
  4. 주연도, 부연도가 있는 경우에는 가스의 흐름을 바꾼다.
(정답률: 75%)
  • 연소기의 배기가스 연도에 부착된 댐퍼는 주로 배기가스의 흐름과 통풍력을 조절하며, 과잉공기 조절은 연소 공기 공급 장치에서 이루어집니다.
    오답 노트
    * 통풍력을 조절한다: 연도 댐퍼의 주요 기능 중 하나이므로 오답.
    * 배기가스의 흐름을 차단한다: 연도 댐퍼의 직접적인 기능이므로 오답.
    * 주연도, 부연도가 있는 경우에는 가스의 흐름을 바꾼다: 다중 연도 시스템에서 댐퍼의 중요한 기능이므로 오답.
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9. 다음 중 습한 함진가스에 가장 적절하지 않은 집진장치는?

  1. 사이클론
  2. 멀티클론
  3. 스크러버
  4. 여과식 집진기
(정답률: 72%)
  • 습한 함진가스는 여과포의 막힘, 부식, 효율 저하를 유발하여 여과식 집진기에 가장 부적합합니다.
    오답 노트:
    - 사이클론: 건식 집진기이나 여과식보다 습한 가스에 대한 내성이 높습니다.
    - 멀티클론: 사이클론과 동일한 원리로 여과식보다 습한 가스에 대한 내성이 높습니다.
    - 스크러버: 습식 집진기로 습한 함진가스 처리에 매우 적합합니다.
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10. 경유 1000L를 연소시킬 때 발생하는 탄소량은 약 몇 TC인가? (단, 경우의 석유환산계수는 0.92 TOE/kL, 탄소배출계수는 0.837 TC/TOE이다.)

  1. 77
  2. 7.7
  3. 0.77
  4. 0.077
(정답률: 75%)
  • 이 문제는 경유의 부피를 석유환산계수를 이용하여 에너지량(TOE)으로 변환하고, 다시 탄소배출계수를 적용하여 탄소 배출량(TC)을 계산하는 문제입니다.
    $$ \text{탄소량 (TC)} = \text{경유량 (kL)} × \text{석유환산계수 (TOE/kL)} × \text{탄소배출계수 (TC/TOE)} $$
    $$ \text{탄소량 (TC)} = (1000 \text{ L} × \frac{1 \text{ kL}}{1000 \text{ L}}) × 0.92 \text{ TOE/kL} × 0.837 \text{ TC/TOE} $$
    $$ \text{탄소량 (TC)} = 0.76994 \approx 0.77 \text{ TC} $$
  • 1* 0.92*0.837= 0.77004
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11. 공기비 1.3에서 메탄을 연소시킨 경우 단열연소온도는 약 몇 K인가? (단, 메탄의 저발열량은 49 MJ/kg, 배기가스의 평균비열은 1.29 kJ/kgㆍK이고 고온에서의 열분해는 무시하고, 연소 전 온도는 25℃이다.)

  1. 1663
  2. 1932
  3. 1965
  4. 2230
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 단열연소 시 연료의 저발열량이 연소 생성물의 온도 상승에 사용된다는 에너지 보존 원리를 적용하여 단열연소온도를 구합니다.
    메탄의 이론 공기량은 17.112 kg air/kg fuel로 가정합니다.
    $$T_{ad} = T_0 + \frac{H_L}{m_g \cdot c_p}$$

    (단, $$m_g$$$$: 배기가스 질량, H_L$$$$: 저발열량, c_p$$$$: 배기가스 평균비열, T_0$$$$: 초기 온도) 배기가스 질량 (m_g$$) 계산$$: 메탄의 이론 공기량 (L_0$$) = 17.112 kg air/kg fuel
    실제 공기량 ($$L_a$$) = 공기비 × $$L_0$$ = 1.3 × 17.112 = 22.2456 kg air/kg fuel
    $$m_g$$ = 1 kg fuel + $$L_a$$ = 1 + 22.2456 = 23.2456 kg exhaust gas/kg fuel
    $$T_{ad} = 298 + \frac{49000}{23.2456 \cdot 1.29}$$

    $$T_{ad} = 1932 K$$
  • CH4+2O2 → CO2+2H20
    Hl=G*Cp*Δtg=(m-0.232)Ao+생성된Co2+생성된H2O*Cp*(tg-to)
    49*10^3=(1.3-0.232)4/0.232+44/16+36/16*1.29*(tg-298)
    49*10^3=(1.3-0.232)4kg/0.232+2.75kg+2.25kg*1.29*(tg-298)
    연소온도(tg)=1897K

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12. 다음 기체연료에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 고온연소에 의한 국부가열의 염려가 크다.
  2. 연소조절 및 점화, 소화가 용이하다.
  3. 연료의 예열이 쉽고 전열효율이 좋다.
  4. 적은 공기로 완전 연소시킬 수 있으며 연소효율이 높다.
(정답률: 73%)
  • 기체 연료는 공기와 균일하게 혼합되어 연소되므로 국부가열의 염려가 적다.
    오답 노트
    * 연소조절 및 점화, 소화가 용이하다: 기체 연료는 공기와 균일하게 혼합되어 연소 반응이 빠르고 제어가 쉬우므로 오답.
    * 연료의 예열이 쉽고 전열효율이 좋다: 기체 상태이므로 별도의 예열이 필요 없거나 적고, 연소 가스의 열전달이 효율적이므로 오답.
    * 적은 공기로 완전 연소시킬 수 있으며 연소효율이 높다: 공기와의 혼합이 균일하여 완전 연소가 용이하고 연소 효율이 높으므로 오답.
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13. 체적이 0.3m3인 용기 안에 메탄(CH4)과 공기 혼합물이 들어있다. 공기는 메탄을 연소시키는데 필요한 이론 공기량보다 20% 더 들어 있고, 연소 전 용기의 압력은 300 kPa, 온도는 90℃이다. 연소 전 용기 안에 있는 메탄의 질량은 약 몇 g인가?

  1. 27.6
  2. 33.7
  3. 38.4
  4. 42.1
(정답률: 29%)
  • 이 문제는 메탄의 연소 반응식과 이상 기체 방정식을 이용하여 혼합 기체 내 메탄의 몰수를 구하고, 이를 질량으로 환산하는 문제입니다.
    메탄(CH₄)의 연소 반응식은 다음과 같습니다:
    CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
    즉, 메탄 1몰당 산소 2몰이 필요합니다. 공기 중 산소의 몰분율은 약 0.21이므로, 메탄 1몰당 이론 공기량은 2 / 0.21 ≈ 9.524 몰입니다.
    에서 공기는 이론 공기량보다 20% 더 들어 있으므로, 실제 공기량은 1.20 × 9.524 ≈ 11.4288 몰입니다.
    따라서 혼합물 전체 몰수(n_total)는 메탄 몰수(n_CH₄)와 실제 공기 몰수(n_air)의 합이므로, n_total = n_CH₄ + n_air = n_CH₄ + 11.4288 × n_CH₄ = 12.4288 × n_CH₄ 입니다.
    $$ n_{total} = \frac{PV}{RT} $$
    $$ n_{CH_4} = \frac{n_{total}}{1 + \frac{\text{실제 공기 몰수}}{\text{메탄 몰수}}} $$
    $$ \text{질량}_{CH_4} = n_{CH_4} × \text{몰질량}_{CH_4} $$
    $$ 실제 공기 몰수 / 메탄 몰수 = (1 + 0.20) × \frac{2 \text{ mol O}_2 / 1 \text{ mol CH}_4}{0.21 \text{ mol O}_2 / 1 \text{ mol air}} \approx 1.20 × 9.524 \approx 11.4288 $$
    $$ n_{total} = \frac{300 × 10^3 \text{ Pa} × 0.3 \text{ m}^3}{8.314 \text{ J/(mol·K)} × (90 + 273.15) \text{ K}} \approx 29.790 \text{ mol} $$
    $$ n_{CH_4} = \frac{29.790 \text{ mol}}{1 + 11.4288} \approx \frac{29.790 \text{ mol}}{12.4288} \approx 2.3968 \text{ mol} $$
    $$ \text{질량}_{CH_4} = 2.3968 \text{ mol} × 16.043 \text{ g/mol} $$
    $$ \text{질량}_{CH_4} \approx 38.4 \text{ g} $$
  • 메탄의 비=메탄/메탄+실제공기량=메탄/메탄
    +mAo=1/1+11.43=0.0805
    실제공기량(A)=mAo=1.2*(2/0.21)=11.43
    PV=GRT
    300*10^3*0.0805*0.3=G*(8.314/16)*(273+90)
    G=38.4g
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14. 가스버너로 연료가스를 연소시키면서 가스의 유출속도를 점차 빠르게 하였다. 이때 어떤 현상이 발생하겠는가?

  1. 불꽃이 엉클어지면서 짧아진다.
  2. 불꽃이 엉클어지면서 길어진다.
  3. 불꽃형태는 변함없으나 밝아진다.
  4. 별다른 변화를 찾기 힘들다.
(정답률: 83%)
  • 가스 유출 속도가 연소 속도보다 빨라지면 불꽃이 노즐에서 떨어져 불안정해지며 짧아진다.
    오답 노트
    - 불꽃이 엉클어지면서 길어진다: 가스 유출 속도가 빨라지면 불꽃은 짧아지거나 들뜨는 현상이 발생하므로 오답.
    - 불꽃형태는 변함없으나 밝아진다: 가스 유출 속도가 빨라지면 불꽃 형태가 불안정하게 변하므로 오답.
    - 별다른 변화를 찾기 힘들다: 가스 유출 속도 변화는 불꽃 형태에 명확한 변화를 주므로 오답.
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15. 다음과 같이 조성된 발생로 내 가스를 15%의 과잉공기로 완전 연소시켰을 때 건연소가스량(Sm3/Sm3)은? (단, 발생로 가스의 조성은 CO 31.3%, CH4 2.4%, H2 6.3%, CO2 0.7%, N2 59.3%이다.)

  1. 1.99
  2. 2.54
  3. 2.87
  4. 3.01
(정답률: 33%)
  • 이 문제는 발생로 가스의 완전 연소 시 건연소가스량을 계산하는 문제입니다.
    연료의 각 성분별 연소 반응식을 통해 이론 산소량과 이론 공기량을 구하고, 과잉 공기량을 고려하여 실제 연소 가스 성분(CO2, O2, N2)을 합산하여 건연소가스량을 산출합니다.
    $$O_0 = 0.5 \cdot CO + 2 \cdot CH_4 + 0.5 \cdot H_2$$

    $$A_0 = \frac{O_0}{0.21}$$

    $$A = A_0 \cdot (1 + m)$$

    $$V_{CO_2} = CO_{연료} + CH_{4연료} + CO_{2연료}$$

    $$V_{O_2} = O_0 \cdot m$$

    $$V_{N_2} = N_{2연료} + A \cdot 0.79$$

    $$V_G = V_{CO_2} + V_{O_2} + V_{N_2}$$

    $$O_0 = (0.5 \cdot 0.313) + (2 \cdot 0.024) + (0.5 \cdot 0.063) = 0.236$$

    $$A_0 = \frac{0.236}{0.21} = 1.1238$$

    $$A = 1.1238 \cdot (1 + 0.15) = 1.29237$$

    $$V_{CO_2} = 0.313 + 0.024 + 0.007 = 0.344$$

    $$V_{O_2} = 0.236 \cdot 0.15 = 0.0354$$

    $$V_{N_2} = 0.593 + 1.29237 \cdot 0.79 = 0.593 + 1.02097 = 1.61397$$

    $$V_G = 0.344 + 0.0354 + 1.61397$$

    $$V_G = 1.99$$
  • H2 + 0.5O2 -> H2O
    CO + 0.5O2 -> CO2
    CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

    이론산소량 O_0=(0.5H+0.5CO+2CH4)-O2
    =(0.5*0.063+0.5*0.313+2*0.024)-0
    =0.236

    이론공기량 A_0=O_0/0.21=0.236/0.21=1.124

    실제공기량 A=m*A_0=1.15*1.124=1.2926

    실제건연소가스량
    Gd=연료중 CO2 + n2 + (m-0.21)A_0 + (생성된 CO2의 양)
    =0.007+0.593+(1.15-0.21)*1.124+(1*0.313+1*0.024)
    =1.9935
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16. 다음 액체 연료 중 비중이 가장 낮은 것은?

  1. 중유
  2. 등유
  3. 경유
  4. 가솔린
(정답률: 80%)
  • 액체 연료는 일반적으로 탄소 사슬 길이가 짧고 휘발성이 높을수록 비중이 낮아집니다.
    오답 노트:
    * 중유: 탄소 사슬 길이가 길고 점성이 높아 비중이 가장 높아 오답.
    * 등유: 가솔린보다 탄소 사슬 길이가 길어 비중이 높아 오답.
    * 경유: 등유보다 탄소 사슬 길이가 길어 비중이 높아 오답.
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17. 프로판가스(C3H8) 1Nm3을 완전연소시키는 데 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 23.8
  2. 11.9
  3. 9.52
  4. 5
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 프로판가스의 완전연소 반응식을 통해 필요한 산소량을 구하고, 이를 바탕으로 이론공기량을 계산하는 문제입니다.
    $$ \text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O} $$
    $$ \text{이론공기량} = \frac{\text{프로판 1 Nm}^3 \text{ 완전연소에 필요한 산소량}}{\text{공기 중 산소의 부피비율}} = \frac{5 \text{ Nm}^3}{0.21} $$
    $$ \text{이론공기량} \approx 23.8 \text{ Nm}^3 $$
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18. 다음 석탄류 중 연료비가 가장 높은 것은?

  1. 갈탄
  2. 무연탄
  3. 흑갈탄
  4. 반역청탄
(정답률: 75%)
  • 무연탄은 탄화도가 가장 높아 발열량이 높고 품질이 우수하여 연료비가 가장 높습니다.
    오답 노트
    * 갈탄: 탄화도가 가장 낮고 수분 함량이 높아 발열량이 낮으므로 오답.
    * 흑갈탄: 갈탄의 일종으로 탄화도가 낮아 발열량이 낮으므로 오답.
    * 반역청탄: 무연탄보다 탄화도가 낮아 발열량이 낮으므로 오답.
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19. 탄소 1kg의 연소에 소요되는 공기량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 5.0
  2. 7.0
  3. 9.0
  4. 11.0
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 탄소 1kg 연소에 필요한 이론적인 공기량을 계산하는 것으로, 탄소의 화학량론적 산소 요구량, 산소의 표준 몰 부피, 그리고 공기 중 산소의 부피비를 활용합니다.
    $$ V_{공기} = \frac{\text{산소 분자량}}{\text{탄소 원자량}} × \frac{\text{표준 몰 부피}}{\text{산소 분자량}} × \frac{1}{\text{공기 중 산소 부피비}} $$
    $$ V_{공기} = \frac{32 \text{ kg/kmol}}{12 \text{ kg/kmol}} × \frac{22.4 \text{ Nm}^3/\text{kmol}}{32 \text{ kg/kmol}} × \frac{1}{0.21} $$
    $$ V_{공기} \approx 8.888 \text{ Nm}^3 \approx 9.0 \text{ Nm}^3 $$
  • C + O2 -> CO2
    1kmol : 1kmol
    12kg : 22.4Nm3
    1kg : 1.867Nm3

    이론공기량 O_0/0.21=1.867/0.21=8.89
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20. 석탄을 완전 연소시키기 위하여 필요한 조건에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 공기를 예열한다.
  2. 통풍력을 좋게 한다.
  3. 연료를 착화온도 이하로 유지한다.
  4. 공기를 적당하게 보내 피연물과 잘 접촉시킨다.
(정답률: 85%)
  • 완전 연소를 위해서는 연료가 착화온도 이상으로 유지되어야 하므로, 착화온도 이하로 유지하는 것은 틀린 조건입니다.
    오답 노트
    * 공기를 예열한다: 공기를 예열하면 연소 효율이 높아진다.
    * 통풍력을 좋게 한다: 통풍력이 좋아야 충분한 산소 공급과 연소 가스 배출이 원활하다.
    * 공기를 적당하게 보내 피연물과 잘 접촉시킨다: 공기를 적당량 공급하고 연료와 잘 혼합시켜야 완전 연소가 이루어진다.
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2과목: 열역학

21. 비열이 일정한 이상기체 1kg에 대하여 다음 중 옳은 식은? (단, P는 압력, V는 체적, T는 온도, CP는 정압비열, CV는 정적비열, U는 내부에너지이다.)

  1. △U = CP×△T
  2. △U = CP×△V
  3. △U = CV×△T
  4. △U = CV×△P
(정답률: 66%)
  • 이상기체의 내부에너지 변화는 정적비열과 온도 변화의 곱으로 정의됩니다.
    오답 노트
    - △U = CP×△T: 정압비열(CP)은 엔탈피 변화(△H)와 관련이 있습니다.
    - △U = CP×△V: 내부에너지 변화는 온도 변화에 비례합니다.
    - △U = CV×△P: 내부에너지 변화는 온도 변화에 비례합니다.
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22. 증기터빈에서 증기 유량이 1.1kg/s이고, 터빈입구와 출구의 엔탈피는 각각 3100kJ/kg, 2300kJ/kg이다. 증기 속도는 입구에서 15m/s, 출구에서는 60m/s이고, 이 터빈의 축 출력이 800kW일 때 터빈과 주위 사이에서 발생하는 열전달량은?

  1. 주위로 78.1kW의 열을 방출한다.
  2. 주위로 95.8kW의 열을 방출한다.
  3. 주위로 124.9kW의 열을 방출한다.
  4. 주위로 168.4kW의 열을 방출한다.
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 정상 유동 개방 시스템에 대한 에너지 보존 법칙인 정상 유동 에너지 방정식을 적용하여 터빈의 열전달량을 계산합니다.
    $$ \dot{Q} - \dot{W} = \dot{m} \left[ (h_2 - h_1) + \frac{V_2^2 - V_1^2}{2} + g(z_2 - z_1) \right] $$
    (여기서 위치 에너지 변화는 무시할 수 있으며, 운동 에너지 항은 kJ/kg 단위로 변환하기 위해 1000으로 나눕니다.)
    $$ \dot{Q} - 800 \text{ kW} = 1.1 \text{ kg/s} \left[ (2300 - 3100) \text{ kJ/kg} + \frac{(60^2 - 15^2) \text{ m}^2/\text{s}^2}{2 × 1000 \text{ J/kJ}} \right] $$
    $$ \dot{Q} = -78.1 \text{ kW} $$
    계산된 열전달량 \dot{Q}가 음수이므로, 터빈에서 주위로 78.1kW의 열이 방출됩니다.
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23. 피스톤이 설치된 실린더에 압력 0.3MPa, 체적 0.8m3인 습증기 4kg이 들어있다. 압력이 일정한 상태에서 가열하여 습증기의 건도가 0.9가 되었을 때 수증기에 의한 일은 몇 kJ인가? (단, 0.3MPa에서 비체적은 포화액이 0.001m3/kg, 건포화증기가 0.60m3/kg이다.)

  1. 205.5
  2. 237.2
  3. 305.5
  4. 408.1
(정답률: 30%)
  • 이 문제는 압력이 일정한 상태에서 수증기가 한 일을 구하는 것으로, 압력과 체적 변화량의 곱으로 계산합니다.
    $$ W = P × (V_2 - V_1) $$
    여기서 V_2는 최종 체적이며, V_2 = m × v_2로 계산합니다. v_2는 최종 건도(x_2)를 이용하여 v_2 = v_f + x_2 × (v_g - v_f)로 구합니다.
    주어진 값:
    $$ P = 0.3 \text{ MPa} = 300 \text{ kPa} $$
    $$ V_1 = 0.8 \text{ m}^3 $$
    $$ m = 4 \text{ kg} $$
    $$ x_2 = 0.9 $$
    $$ v_f = 0.001 \text{ m}^3/\text{kg} $$
    $$ v_g = 0.60 \text{ m}^3/\text{kg} $$
    먼저 최종 비체적 v_2를 계산합니다.
    $$ v_2 = 0.001 + 0.9 × (0.60 - 0.001) = 0.001 + 0.9 × 0.599 = 0.001 + 0.5391 = 0.5401 \text{ m}^3/\text{kg} $$
    다음으로 최종 체적 V_2를 계산합니다.
    $$ V_2 = 4 \text{ kg} × 0.5401 \text{ m}^3/\text{kg} = 2.1604 \text{ m}^3 $$
    이제 수증기가 한 일 W를 계산합니다.
    $$ W = 300 \text{ kPa} × (2.1604 \text{ m}^3 - 0.8 \text{ m}^3) $$
    $$ W = 300 \text{ kPa} × 1.3604 \text{ m}^3 $$
    $$ W = 408.12 \text{ kJ} $$
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24. 제1종 영구기관이 실현 불가능한 것과 관계있는 열역학 법칙은?

  1. 열역학 제0법칙
  2. 열역학 제1법칙
  3. 열역학 제2법칙
  4. 열역학 제3법칙
(정답률: 67%)
  • 제1종 영구기관은 외부로부터 에너지 공급 없이 계속 일을 하는 기관으로, 에너지 보존 법칙을 위배하므로 열역학 제1법칙과 관계있습니다.
    오답 노트
    - 열역학 제0법칙: 서로 다른 두 물체가 제3의 물체와 열평형을 이루면 그 두 물체도 열평형을 이룬다는 법칙이므로 오답.
    - 열역학 제2법칙: 제2종 영구기관의 실현 불가능성과 엔트로피 증가의 법칙이므로 오답.
    - 열역학 제3법칙: 절대 0도에서 순수한 결정 물질의 엔트로피는 0이 된다는 법칙이므로 오답.
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25. 열펌프(heat pump)의 성능계수에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 냉동 사이클의 성능계수와 같다.
  2. 가해준 일에 의해 발생한 저온체에서 흡수한 열량과의 비이다.
  3. 가해준 일에 의해 발생한 고온체에 방출한 열량과의 비이다.
  4. 열 펌프의 성능계수는 1보다 작다.
(정답률: 69%)
  • 열펌프의 성능계수는 가해준 일에 대한 고온체로 방출된 열량의 비로 정의됩니다.
    오답 노트
    * 냉동 사이클의 성능계수와 같다: 열펌프의 성능계수는 냉동 사이클의 성능계수보다 1만큼 크다.
    * 가해준 일에 의해 발생한 저온체에서 흡수한 열량과의 비이다: 이는 냉동 사이클의 성능계수에 대한 설명이다.
    * 열 펌프의 성능계수는 1보다 작다: 열펌프의 성능계수는 항상 1보다 크다.
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26. 다음 그림은 Otto cycle을 기반으로 작동하는 실제 내연기관에서 나타나는 압력(P)-부피(V)선도이다. 다음 중 이 사이클에서 일(work) 생산과정에 해당하는 것은?

  1. 2 → 3
  2. 3 → 4
  3. 4 → 5
  4. 5 → 6
(정답률: 65%)
  • 이 사이클에서 일(work) 생산 과정은 부피가 증가하면서 압력이 감소하는 팽창 과정입니다.
    오답 노트:
    * 2 → 3: 압축 과정으로, 외부에서 일을 받는 과정입니다.
    * 3 → 4: 정적 가열 과정(연소)으로, 부피 변화가 없어 일이 발생하지 않습니다.
    * 5 → 6: 정적 냉각 과정(배기 밸브 열림)으로, 부피 변화가 없어 일이 발생하지 않습니다.
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27. 증기압축 냉동사이클에서 증발기 입ㆍ출구에서의 냉매의 엔탈피는 각각 29.2, 306.8kcal/kg이다. 1시간에 1냉동 톤당의 냉매순환량(kg/(hㆍRT))은 얼마인가? (단, 1냉동톤(RT)은 3320kcal/h이다.)

  1. 15.04
  2. 11.96
  3. 13.85
  4. 18.06
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 증기압축 냉동사이클의 냉동 용량과 냉매의 엔탈피 변화를 이용하여 1냉동톤당 냉매순환량을 구하는 문제입니다.
    $$ m = \frac{Q}{Δ h} $$
    $$ m = \frac{Q}{h_{out} - h_{in}} $$
    $$ m = \frac{3320 \text{ kcal/h}}{(306.8 - 29.2) \text{ kcal/kg}} $$
    $$ m = 11.96 \text{ kg/(h} · \text{RT)} $$
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28. 다음 중 냉매가 구비해야할 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 비체적이 클 것
  2. 비열비가 작을 것
  3. 임계점(critical point)이 높을 것
  4. 액화하기가 쉬울 것
(정답률: 70%)
  • 냉매는 압축기 크기를 줄이고 효율을 높이기 위해 비체적이 작아야 합니다.
    오답 노트
    - 비열비가 작을 것: 압축 시 토출 온도가 낮아져 압축기 효율에 유리합니다.
    - 임계점(critical point)이 높을 것: 고온에서도 응축이 가능하여 냉동 효율에 유리합니다.
    - 액화하기가 쉬울 것: 응축기에서 쉽게 액화되어 냉동 사이클이 원활하게 작동합니다.
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29. 400K로 유지되는 항온조 내의 기체에 80kJ의 열이 공급되었을 때, 기체의 엔트로피 변화량은 몇 kJ/K인가?

  1. 0.01
  2. 0.03
  3. 0.2
  4. 0.3
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 항온 과정에서의 엔트로피 변화를 계산하는 문제로, 엔트로피 변화 공식 ΔS = Q/T를 적용합니다.
    $$ ΔS = \frac{Q}{T} $$
    $$ ΔS = \frac{80 \text{ kJ}}{400 \text{ K}} $$
    $$ ΔS = 0.2 \text{ kJ/K} $$
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30. 다음 그림은 어떤 사이클에 가장 가까운가? (단, T는 온도, S는 엔트로피이며, 사이클 순서는 A→B→C→D→E→F→A 순으로 작동한다.)

  1. 디젤 사이클
  2. 냉동 사이클
  3. 오토 사이클
  4. 랭킨 사이클
(정답률: 76%)
  • 이 T-S 선도는 증기-액체 상변화를 포함하는 증기 동력 사이클의 전형적인 형태를 나타내며, 이는 랭킨 사이클의 특징입니다.
    오답 노트:
    - 디젤 사이클: 내연기관 사이클로, 증기-액체 상변화가 없으므로 오답.
    - 냉동 사이클: 열기관 사이클이 아닌 냉동 사이클이며, T-S 선도의 과정이 다르므로 오답.
    - 오토 사이클: 내연기관 사이클로, 증기-액체 상변화가 없으므로 오답.
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31. 건포화증기(dry saturated vapor)의 건도는 얼마인가?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 0.7
  4. 1
(정답률: 73%)
  • 건포화증기는 액체 성분이 전혀 없는 순수한 증기 상태를 의미하므로, 증기의 질량 비율인 건도는 1입니다.
    오답 노트
    - 0: 포화액(saturated liquid)의 건도이므로 오답.
    - 0.5: 습증기(wet vapor)의 건도 중 하나이므로 오답.
    - 0.7: 습증기(wet vapor)의 건도 중 하나이므로 오답.
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32. 온도 127℃에서 포화수 엔탈피는 560kJ/kg, 포화증기의 엔탈피는 2720kJ/kg일 때 포화수 1kg이 포화증기로 변화하는 데 따르는 엔트로피의 증가는 몇 kJ/K인가?

  1. 1.4
  2. 5.4
  3. 9.8
  4. 21.4
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 포화수 1kg이 포화증기로 변화할 때의 엔트로피 증가를 구하는 것으로, 상변화 시 엔트로피 변화 공식과 절대 온도를 적용하여 계산합니다.
    $$ Δ S = \frac{h_{fg}}{T} $$
    여기서 h_{fg}는 증발 잠열(h_g - h_f)이고, T는 절대 온도입니다.
    $$ Δ S = \frac{2720 - 560}{127 + 273} $$
    $$ Δ S = 5.4 $$
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33. 이상기체 상태식은 사용 조건이 극히 제한되어 있어서 이를 실제 조건에 적용하기 위한 여러 상태식이 개발되었다. 다음 중 실제 기체(real gas)에 대한 상태식에 속하지 않는 것은?

  1. 오일러(Euler) 상태식
  2. 비리얼(Virial) 상태식
  3. 반데르발스(van der Waals) 상태식
  4. 비티-브리지먼(Beattie-Bridgeman) 상태식
(정답률: 67%)
  • 오일러 상태식은 유체 역학의 기본 방정식으로, 기체의 압력-부피-온도 관계를 나타내는 상태식이 아닙니다.
    오답 노트
    - 비리얼(Virial) 상태식: 실제 기체의 거동을 설명하는 중요한 상태식입니다.
    - 반데르발스(van der Waals) 상태식: 분자 간 인력과 분자 자체의 부피를 고려한 실제 기체 상태식입니다.
    - 비티-브리지먼(Beattie-Bridgeman) 상태식: 실제 기체의 거동을 더 정확하게 나타내는 경험적 상태식입니다.
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34. 어떤 압축기에 23℃의 공기 1.2kg이 들어있다. 이 압축기를 등온과정으로 하여 100kPa에서 800kPa까지 압축하고자 할 때 필요한 일은 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287kJ/(kgㆍK)이다.)

  1. 212
  2. 367
  3. 509
  4. 673
(정답률: 41%)
  • 이 문제는 이상기체의 등온과정에서 필요한 일을 계산하는 문제입니다. 등온과정에서의 일은 기체상수, 질량, 온도, 그리고 압력비의 자연로그를 이용하여 구할 수 있습니다.
    $$ W = mRT \ln\left(\frac{P_2}{P_1}\right) $$
    $$ W = 1.2 \text{ kg} × 0.287 \text{ kJ/(kg·K)} × (23 + 273) \text{ K} × \ln\left(\frac{800 \text{ kPa}}{100 \text{ kPa}}\right) $$
    $$ W \approx 212 \text{ kJ} $$
  • 등온압축일
    W=Q=P1V1IN(V2/V1)=mRT1IN(v2/v1)=mRT1IN(p1/p2)
    1.2*0.287(273+23)*IN(100/800)≒212kJ
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35. 어떤 기체의 정압비열(cp)이 다음 식으로 표현될 때 32℃와 800℃ 사이에서 이 기체의 평균정압비열( )은 약 몇 kJ/(kgㆍ℃)인가? (단, cp의 단위는 kJ/(kgㆍ℃)이고, T의 단위는 ℃이다.)

  1. 353
  2. 433
  3. 574
  4. 698
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 주어진 온도 범위에서 정압비열 함수를 적분하여 온도 차이로 나누어 평균정압비열을 구합니다.
    $$ \bar{c_p} = \frac{1}{T_2 - T_1} \int_{T_1}^{T_2} c_p(T) dT $$
    $$ \bar{c_p} = \frac{1}{800 - 32} \int_{32}^{800} (353 + 0.24T - 0.9 × 10^{-4}T^2) dT $$
    $$ \bar{c_p} \approx 433 $$
  • ΔH=∫800 CpdT=∫800 (353+0.24T-0.9*10^-4 T^2)dT=[353T+0.24/2 T^2-0.9*T^3/3*10^4]800/32
    =353*(800-32)+0.24/2(800^2-32^2)+0.9/3*10^4(800^3-32^3)=332422KJ
    ΔH=mCpΔt
    Cp=ΔH/mΔt=332422/1*800-32)=433kJ/(kgㆍ℃
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36. 그림과 같이 역 카르노사이클로 운전하는 냉동기의 성능계수(COP)는 약 얼마인가? (단, T1는 24℃, T2는 -6℃이다.)

  1. 7.124
  2. 8.905
  3. 10.048
  4. 12.845
(정답률: 63%)
  • 이 문제는 역 카르노사이클 냉동기의 성능계수(COP)를 구하는 문제입니다.
    $$COP_{냉동기} = \frac{T_2}{T_1 - T_2}$$

    (여기서 T1, T2는 절대온도)
    $$COP_{냉동기} = \frac{-6 + 273.15}{24 + 273.15 - (-6 + 273.15)}$$

    $$COP_{냉동기} = \frac{267.15}{30}$$

    $$COP_{냉동기} = 8.905$$
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37. 다음 4개의 물질에 대해 비열비가 거의 동일하다고 가정할 때, 동일한 온도 T에서 음속이 가장 큰 것은?

  1. Ar(평균분자량 : 40g/mol)
  2. 공기(평균분자량 : 29g/mol)
  3. CO(평균분자량 : 28g/mol)
  4. H2(평균분자량 : 2g/mol)
(정답률: 76%)
  • 음속은 비열비와 온도가 동일할 때 분자량의 제곱근에 반비례하므로, 분자량이 가장 작은 물질에서 음속이 가장 빠릅니다.
    오답 노트:
    - Ar(평균분자량 : 40g/mol): 분자량이 H₂보다 커서 음속이 더 느리므로 오답.
    - 공기(평균분자량 : 29g/mol): 분자량이 H₂보다 커서 음속이 더 느리므로 오답.
    - CO(평균분자량 : 28g/mol): 분자량이 H₂보다 커서 음속이 더 느리므로 오답.
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38. 카르노사이클에서 온도 T의 고열원으로부터 열량 Q를 흡수하고, 온도 T0의 저열원으로 열량 Q0를 방출할 때, 방출열량 Q0에 대한 식으로 옳은 것은? (단, ηc는 카르노사이클의 열효율이다.)

(정답률: 58%)
  • 이 문제는 열기관의 열효율 정의를 이용하여 방출열량을 구합니다.
    열기관의 열효율(ηc)은 흡수한 열량(Q)에 대한 한 일(W)의 비율로 정의되며, 한 일은 흡수한 열량에서 방출한 열량(Q₀)을 뺀 값과 같습니다.
    $$ \eta_c = \frac{W}{Q} = \frac{Q - Q_0}{Q} $$
    위 식을 방출열량 Q₀에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$ \eta_c = 1 - \frac{Q_0}{Q} $$
    $$ \frac{Q_0}{Q} = 1 - \eta_c $$
    따라서 방출열량 Q₀는 다음과 같습니다.
    $$ Q_0 = (1 - \eta_c)Q $$
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39. 0℃, 1기압(101.3kPa) 하에 공기 10m3가 있다. 이를 정압 조건으로 80℃까지 가열하는 데 필요한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 정압비열은 1.0kJ/(kgㆍK)이고, 정적비열은 0.71kJ/(kgㆍK)이며 공기의 분자량은 28.96kg/kmol이다.)

  1. 238
  2. 546
  3. 1033
  4. 2320
(정답률: 39%)
  • 이 문제는 이상 기체 상태 방정식과 정압 비열을 이용하여 정압 조건에서 기체를 가열하는 데 필요한 열량을 계산하는 문제입니다.
    먼저, 주어진 공기의 질량을 구한 후, 정압비열과 온도 변화를 이용하여 필요한 열량을 계산합니다.
    1. 공기의 질량(m) 계산:
    * 공기의 비기체 상수(R)를 구합니다. (단, 일반 기체 상수 R_u = 8.314 kJ/(kmol·K) 사용)
    $$ R = \frac{\text{R_u}}{\text{분자량}} $$
    $$ R = \frac{8.314 \text{ kJ/(kmol}·\text{K)}}{28.96 \text{ kg/kmol}} = 0.28708 \text{ kJ/(kg}·\text{K)} $$
    * 0℃(273.15 K), 1기압(101.3 kPa) 조건에서 공기의 밀도(ρ)를 구합니다.
    $$ ρ = \frac{P}{R T_1} $$
    $$ ρ = \frac{101.3 \text{ kPa}}{0.28708 \text{ kJ/(kg}·\text{K)} × 273.15 \text{ K}} = 1.2930 \text{ kg/m}^3 $$
    * 공기의 질량(m)을 구합니다.
    $$ m = ρ × V $$
    $$ m = 1.2930 \text{ kg/m}^3 × 10 \text{ m}^3 = 12.930 \text{ kg} $$
    2. 필요한 열량(Q) 계산:
    $$ * 온도 변화(ΔT)는 80℃ - 0℃ = 80 K입니다. $$
    $$ Q = m × C_p × Δ T $$
    $$ Q = 12.930 \text{ kg} × 1.0 \text{ kJ/(kg}·\text{K)} × 80 \text{ K} = 1034.4 \text{ kJ} $$
    * 따라서 필요한 열량은 약 1034.4 kJ이며, 보기 중 가장 가까운 값은 1033 kJ입니다.
  • PV=mRT
    m=PV/RT=101.3*10/(8.314/28.96)*(273+0)=12.93Kg
    Q=Cp*m*dt=1*12.93*(80-0)K=1034kJ
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40. 보일러의 게이지 압력이 800kPa일 때 수은기압계가 측정한 대기 압력이 856mmHg를 지시했다면 보일러 내의 절대압력은 약 몇 kPa인가?

  1. 810
  2. 914
  3. 1320
  4. 1656
(정답률: 63%)
  • 이 문제는 절대압력을 구하는 문제로, 게이지 압력에 대기 압력을 더하고, 대기 압력 단위(mmHg)를 kPa로 환산하여 계산합니다.
    $$ P_{abs} = P_{gauge} + P_{atm} $$
    $$ P_{atm}(kPa) = P_{atm}(mmHg) × \frac{101.325 \text{ kPa}}{760 \text{ mmHg}} $$
    $$ P_{abs} = 800 \text{ kPa} + \left( 856 \text{ mmHg} × \frac{101.325 \text{ kPa}}{760 \text{ mmHg}} \right) $$
    $$ P_{abs} \approx 914.125 \text{ kPa} $$
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3과목: 계측방법

41. 다음 제어방식 중 잔류편차(off set)를 제거하여 응답시간이 가장 빠르며 진동이 제거되는 제어방식은?

  1. P
  2. I
  3. PI
  4. PID
(정답률: 72%)
  • PID 제어는 비례(P) 제어로 응답 속도를 개선하고, 적분(I) 제어로 잔류 편차(offset)를 제거하며, 미분(D) 제어로 진동을 억제하여 가장 빠르고 안정적인 제어를 제공합니다.
    오답 노트
    * P: 잔류 편차(offset)를 완전히 제거하지 못하고, 제어 게인이 너무 크면 진동이 발생할 수 있어 오답.
    * I: 잔류 편차를 제거하지만, 응답 속도가 느리고 오버슈트 및 진동을 유발할 수 있어 오답.
    * PI: 잔류 편차를 제거하지만, 미분 요소가 없어 급격한 변화에 대한 응답 속도 개선 및 진동 억제 능력이 PID보다 부족하여 오답.
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42. 보일러 공기예열기의 공기유량을 측정하는 데 가장 적합한 유량계는?

  1. 면적식 유량계
  2. 차압식 유량계
  3. 열선식 유량계
  4. 용적식 유량계
(정답률: 46%)
  • 보일러 공기예열기의 공기유량을 측정하는 데 열선식 유량계는 공기의 낮은 유속과 질량 유량을 정밀하게 측정하는 데 가장 적합합니다.
    오답 노트
    * 면적식 유량계: 주로 액체나 비교적 깨끗한 기체의 유량 지시에 사용되며, 정밀한 공기 유량 측정에는 부적합합니다.
    * 차압식 유량계: 압력 손실이 크고 낮은 유량에서 정확도가 떨어지며, 공기 유량 측정에 있어 열선식보다 민감도가 낮습니다.
    * 용적식 유량계: 부피가 크고 움직이는 부품으로 인한 마모 및 압력 손실이 발생하며, 대용량 공기 유량의 연속 측정에는 적합하지 않습니다.
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43. 다음 유량계 종류 중에서 적산식 유량계는?

  1. 용적식 유량계
  2. 차압식 유량계
  3. 면적식 유량계
  4. 동압식 유량계
(정답률: 68%)
  • 용적식 유량계는 일정 부피의 유체를 연속적으로 측정하여 적산 유량을 직접 지시합니다.
    오답 노트
    - 차압식 유량계: 유체의 흐름에 의해 발생하는 압력차를 측정하여 순간 유량을 측정하므로 오답.
    - 면적식 유량계: 유체의 흐름에 따라 면적이 변하는 원리를 이용하여 순간 유량을 측정하므로 오답.
    - 동압식 유량계: 유체의 동압을 측정하여 순간 유량을 측정하므로 오답.
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44. 다음 연소가스 중 미연소가스계로 측정 가능한 것은?

  1. CO
  2. CO2
  3. NH3
  4. CH4
(정답률: 64%)
  • 일산화탄소는 연료의 불완전 연소 시 산소 부족으로 인해 탄소 성분이 부분적으로 산화되어 생성되는 대표적인 미연소 가스이다.
    오답 노트
    * 이산화탄소: 완전 연소 시 생성되는 주된 연소 생성물이다.
    * 암모니아: 일반적인 연소 과정에서 미연소 가스로 분류되지 않는다.
    * 메탄: 연소되지 않은 연료 성분으로, 불완전 연소의 주요 생성물인 일산화탄소와는 다르다.
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45. 가스 크로마토그래피법에서 사용하는 검출기 중 수소염 이온화검출기를 의미하는 것은?

  1. ECD
  2. FID
  3. HCD
  4. FTD
(정답률: 79%)
  • FID는 Flame Ionization Detector의 약자로, 수소-공기 불꽃에서 유기 화합물이 이온화되는 원리를 이용하는 검출기이다.
    오답 노트
    * ECD: Electron Capture Detector의 약자로, 전기음성도가 큰 물질에 선택적으로 반응하므로 오답.
    * HCD: 가스 크로마토그래피 검출기의 일반적인 약어가 아니므로 오답.
    * FTD: Flame Thermionic Detector (NPD)의 약자로, 질소 및 인 화합물에 선택적으로 반응하므로 오답.
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46. 시즈(sheath) 열전대의 특징이 아닌 것은?

  1. 응답속도가 빠르다.
  2. 국부적인 온도측정에 적합하다.
  3. 피측온체의 온도저하 없이 측정할 수 있다.
  4. 매우 가늘어서 진동이 심한 곳에는 사용할 수 없다.
(정답률: 73%)
  • 시즈 열전대는 금속 외피와 산화마그네슘(MgO) 절연으로 인해 가늘어도 진동, 충격 등 외부 환경에 강하여 진동이 심한 곳에서도 사용이 가능합니다.
    오답 노트
    * 응답속도가 빠르다: 시즈 열전대는 열용량이 작아 응답속도가 빠르므로 오답.
    * 국부적인 온도측정에 적합하다: 외경이 가늘어 특정 지점의 온도를 정밀하게 측정할 수 있으므로 오답.
    * 피측온체의 온도저하 없이 측정할 수 있다: 열용량이 작아 측정 대상의 온도에 미치는 영향이 적으므로 오답.
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47. 전기 저항식 온도계 중 백금(Pt) 측온 저항체에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 0℃에서 500Ω을 표준으로 한다.
  2. 측정온도는 최고 약 500℃ 정도이다.
  3. 저항온도계수는 작으나 안정성이 좋다.
  4. 온도 측정 시 시간 지연의 결점이 있다.
(정답률: 70%)
  • 백금 측온 저항체는 0℃에서 100Ω(Pt100)을 표준으로 하는 것이 일반적입니다.
    오답 노트
    * 측정온도는 최고 약 500℃ 정도이다: 백금 저항 온도계의 일반적인 측정 범위에 해당하므로 맞는 설명.
    * 저항온도계수는 작으나 안정성이 좋다: 저항온도계수는 작지만 안정성과 재현성이 매우 우수하므로 맞는 설명.
    * 온도 측정 시 시간 지연의 결점이 있다: 열용량으로 인해 응답 속도가 느려 시간 지연이 발생하므로 맞는 설명.
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48. 스프링저울 등 측정량이 원인이 되어 그 직접적인 결과로 생기는 지시로부터 측정량을 구하는 방법으로 정밀도는 낮으나 조작이 간단한 것은?

  1. 영위법
  2. 치환법
  3. 편위법
  4. 보상법
(정답률: 65%)
  • 측정량이 직접 지시를 발생시켜 그 지시로부터 측정값을 읽는 방법으로, 조작이 간단하지만 정밀도는 낮은 것이 편위법입니다.
    오답 노트:
    - 영위법: 측정량을 기지의 양과 비교하여 지시가 0이 되도록 조작하는 방법으로 정밀도가 높으므로 오답.
    - 치환법: 측정량을 기지의 표준량으로 대체하여 동일한 지시를 얻는 방법이므로 오답.
    - 보상법: 측정량을 기지의 양으로 상쇄시켜 0점을 맞추는 방법으로 정밀도가 높으므로 오답.
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49. -200~500℃의 측정범위를 가지며 측온저항체 소선으로 주로 사용되는 저항소자는?

  1. 구리선
  2. 백금선
  3. Ni선
  4. 서미스터
(정답률: 67%)
  • 백금선은 넓은 측정 범위(-200~850℃), 높은 정밀도, 우수한 안정성 및 재현성을 가지므로 측온저항체 소선으로 가장 널리 사용됩니다.
    오답 노트
    - 구리선: 측정 범위가 좁고(약 -50~150℃) 고온에서 산화되기 쉬워 오답.
    - Ni선: 측정 범위가 좁고(약 -60~300℃) 저항-온도 특성이 비선형적이며 안정성이 낮아 오답.
    - 서미스터: 저항 변화율이 크지만 비선형적이고 측정 범위가 좁으며(약 -50~300℃) 안정성이 낮아 오답.
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50. 저항식 습도계의 특징으로 틀린 것은?

  1. 저온도의 측정이 가능하다.
  2. 응답이 늦고 정도가 좋지 않다.
  3. 연속기록, 원격측정, 자동제어에 이용된다.
  4. 교류전압에 의하여 저항치를 측정하여 상대습도를 표시한다.
(정답률: 72%)
  • 저항식 습도계는 응답 속도가 비교적 빠르므로, 응답이 늦고 정도가 좋지 않다는 설명은 틀린 특징입니다.
    오답 노트
    * 저온도의 측정이 가능하다: 저항식 습도계는 저온에서도 측정이 가능합니다.
    * 연속기록, 원격측정, 자동제어에 이용된다: 전기적 신호 출력으로 연속기록, 원격측정, 자동제어에 활용됩니다.
    * 교류전압에 의하여 저항치를 측정하여 상대습도를 표시한다: 감습소자의 분극 및 열화 방지를 위해 교류전압을 사용합니다.
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51. 다음 액주계에서 r, r1이 비중량을 표시할 때 압력(PX)을 구하는 식은?

  1. PX = r1h+rℓ
  2. PX = r1h-rℓ
  3. PX = r1ℓ-rh
  4. PX = r1ℓ+rh
(정답률: 63%)
  • 이 문제는 액주계의 압력 평형 원리를 적용하여 미지 압력을 구합니다.
    $$ P_{좌측} = P_{우측} $$
    $$ P_X + rℓ = r_1h $$
    $$ P_X = r_1h - rℓ $$
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52. 다음 중 가장 높은 온도를 측정할 수 있는 온도계는?

  1. 저항 온도계
  2. 열전대 온도계
  3. 유리제 온도계
  4. 광전관 온도계
(정답률: 78%)
  • 광전관 온도계는 물체에서 방출되는 복사 에너지를 측정하여 비접촉식으로 매우 높은 온도까지 측정할 수 있습니다.
    오답 노트
    * 저항 온도계: 금속의 저항 변화를 이용하며, 측정 가능한 최고 온도가 제한적입니다.
    * 열전대 온도계: 두 금속의 열기전력을 이용하며, 광전관 온도계보다 측정 가능한 최고 온도가 낮습니다.
    * 유리제 온도계: 액체의 열팽창을 이용하며, 측정 가능한 온도가 매우 낮습니다.
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53. 원인을 알 수 없는 오차로서 측정할 때마다 측정값이 일정하지 않고 분포현상을 일으키는 오차는?

  1. 과오에 의한 오차
  2. 계통적 오차
  3. 계량기 오차
  4. 우연 오차
(정답률: 82%)
  • 우연 오차는 원인을 알 수 없고 측정할 때마다 불규칙하게 발생하여 측정값의 분포를 야기하는 오차입니다.
    오답 노트
    - 과오에 의한 오차: 측정자의 부주의나 실수로 발생하는 오차이므로 오답.
    - 계통적 오차: 측정 방법, 기기, 환경 등 일정한 원인에 의해 항상 같은 방향으로 발생하는 오차이므로 오답.
    - 계량기 오차: 측정 기기의 불완전성이나 노후화 등으로 인해 발생하는 오차이므로 오답.
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54. 피토관으로 측정한 동압이 10mmH2O일 때 유속이 15m/s이었다면 동압이 20mmH2O일 때의 유속은 약 몇 m/s 인가? (단, 중력가속도는 9.8m/s2이다.)

  1. 18
  2. 21.2
  3. 30
  4. 40.2
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 피토관으로 측정한 동압과 유속의 관계를 묻는 문제로, 동압이 유속의 제곱에 비례한다는 원리를 적용합니다.
    $$ P_d = \frac{1}{2} ρ V^2 $$
    위 식에서 동압(P_d)은 유속(V)의 제곱에 비례하므로, 유속은 동압의 제곱근에 비례합니다. 따라서 다음과 같은 관계식이 성립합니다.
    $$ V_2 = V_1 \sqrt{\frac{P_{d2}}{P_{d1}}} $$
    주어진 값 V₁ = 15 m/s, P_d1 = 10 mmH₂O, P_d2 = 20 mmH₂O를 대입합니다.
    $$ V_2 = 15 \sqrt{\frac{20}{10}} $$
    $$ V_2 = 15 \sqrt{2} \approx 21.213 $$
    따라서 동압이 20mmH₂O일 때의 유속은 약 21.2 m/s 입니다.
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55. 차압식 유량계에서 교축 상류 및 하류에서의 압력이 P1, P2일 때 체적 유량이 Q1이라면, 압력이 각각 처음보다 2배만큼씩 증가했을 때의 Q2는 얼마인가?

  1. Q2 = 2Q1
(정답률: 73%)
  • 차압식 유량계의 체적 유량은 교축 전후의 압력차의 제곱근에 비례한다는 원리를 적용합니다.
    $$ Q = K \sqrt{P_1 - P_2} $$
    압력이 각각 2배로 증가했을 때의 새로운 압력차는 2P₁ - 2P₂ = 2(P₁ - P₂)가 되므로, 새로운 체적 유량 Q₂는 다음과 같습니다.
    $$ Q_2 = K \sqrt{2(P_1 - P_2)} = K \sqrt{2} \sqrt{P_1 - P_2} $$
    따라서 Q₁과의 관계는 다음과 같습니다.
    $$ Q_2 = \sqrt{2} Q_1 $$
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56. 다음 중 압력식 온도계가 아닌 것은?

  1. 고체팽창식
  2. 기체팽창식
  3. 액체팽창식
  4. 증기팽창식
(정답률: 78%)
  • 고체팽창식 온도계는 고체의 열팽창 길이나 부피 변화를 이용하는 온도계로, 압력 변화를 측정하는 방식이 아닙니다.
    오답 노트
    * 기체팽창식: 기체의 압력 변화를 이용하는 압력식 온도계입니다.
    * 액체팽창식: 액체의 압력 변화를 이용하는 압력식 온도계입니다.
    * 증기팽창식: 증기의 압력 변화를 이용하는 압력식 온도계입니다.
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57. 편차의 정(+), 부(-)에 의해서 조작신호가 최대, 최소가 되는 제어동작은?

  1. 온ㆍ오프동작
  2. 다위치동작
  3. 적분동작
  4. 비례동작
(정답률: 84%)
  • 온ㆍ오프동작은 편차의 부호에 따라 조작신호가 최대 또는 최소로만 출력되는 2위치 제어동작입니다.
    오답 노트
    - 다위치동작: 2개 이상의 여러 단계로 조작신호가 출력되므로 오답.
    - 적분동작: 편차의 시간에 대한 적분값에 비례하여 조작신호가 출력되므로 오답.
    - 비례동작: 편차의 크기에 비례하여 조작신호가 출력되므로 오답.
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58. 정전 용량식 액면계의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 측정범위가 넓다.
  2. 구조가 간단하고 보수가 용이하다.
  3. 유전율이 온도에 따라 변화되는 곳에도 사용할 수 있다.
  4. 습기가 있거나 전극에 피측정제를 부착하는 곳에는 부적당하다.
(정답률: 53%)
  • 정전 용량식 액면계는 액체의 유전율 변화를 측정 원리로 사용하므로, 유전율이 온도에 따라 변하면 측정 오차가 발생하여 사용할 수 없습니다.
    오답 노트:
    - 측정범위가 넓다: 정전 용량식 액면계는 측정 범위가 넓은 편이므로 맞는 설명.
    - 구조가 간단하고 보수가 용이하다: 정전 용량식 액면계는 구조가 간단하고 보수가 용이하므로 맞는 설명.
    - 습기가 있거나 전극에 피측정제를 부착하는 곳에는 부적당하다: 습기나 부착물은 유전율에 영향을 주어 오차를 발생시키므로 부적당하다는 설명은 맞음.
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59. 출력 측의 신호를 입력 측에 되돌려 비교하는 제어방법은?

  1. 인터록(inter lock)
  2. 시퀀스(sequence)
  3. 피드백(feed back)
  4. 리셋(reset)
(정답률: 86%)
  • 피드백은 출력 신호의 일부를 입력 측으로 되돌려 목표값과 비교하여 오차를 줄이는 제어 방식입니다.
    오답 노트
    - 인터록(inter lock): 특정 조건이 만족될 때까지 다른 동작을 방지하는 안전 제어 기능이므로 오답.
    - 시퀀스(sequence): 미리 정해진 순서에 따라 각 단계를 진행하는 제어 방식이므로 오답.
    - 리셋(reset): 시스템이나 장치의 상태를 초기화하는 기능이므로 오답.
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60. 헴펠식(Hempel type) 가스분석장치에 흡수되는 가스와 사용하는 흡수제의 연결이 잘못된 것은?

  1. CO - 차아황산소다
  2. O2 - 알칼리성 피로갈롤용액
  3. CO2 - 30% KOH 수용액
  4. CmHn - 진한 황산
(정답률: 69%)
  • 헴펠식 가스분석장치에서 CO(일산화탄소)는 염화제일구리(CuCl) 암모니아성 용액에 흡수되므로, 차아황산소다와 연결된 것은 잘못되었습니다.
    오답 노트
    - O~2~ - 알칼리성 피로갈롤용액: O~2~는 알칼리성 피로갈롤용액에 흡수되므로 올바른 연결입니다.
    - CO~2~ - 30% KOH 수용액: CO~2~는 30% KOH 수용액에 흡수되므로 올바른 연결입니다.
    - C~m~H~n~ - 진한 황산: 불포화 탄화수소(C~m~H~n~)는 진한 황산에 흡수되므로 올바른 연결입니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 에너지이용 합리화법에 따라 특정열사용기자재의 설치ㆍ시공이나 세관을 업으로 하는 자는 어디에 등록을 하여야 하는가?

  1. 행정안전부장관
  2. 한국열관리시공협회
  3. 한국에너지공단 이사장
  4. 시ㆍ도지사
(정답률: 75%)
  • 에너지이용 합리화법 제40조에 따라 특정열사용기자재의 설치ㆍ시공이나 세관을 업으로 하려는 자는 시ㆍ도지사에게 등록하여야 합니다.
    오답 노트
    * 행정안전부장관: 에너지이용 합리화법상 특정열사용기자재 관련 등록 업무를 관장하지 않습니다.
    * 한국열관리시공협회: 법률에 따른 등록 업무를 수행하는 기관이 아닌 민간 협회입니다.
    * 한국에너지공단 이사장: 에너지 효율 향상 및 신재생에너지 보급 등 업무를 수행하지만, 특정열사용기자재 사업자 등록 업무는 시ㆍ도지사의 소관입니다.
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62. 에너지이용 합리화법에 따라 대기전력 경고표지 대상 제품인 것은?

  1. 디지털 카메라
  2. 텔레비전
  3. 셋톱박스
  4. 유무선전화기
(정답률: 63%)
  • 에너지이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률입니다. 이 법에 따라 대기전력 경고표지 대상 제품은 에너지 소비가 많은 제품으로 규정되어 있습니다. 이 중에서 유무선전화기가 대상 제품인 이유는 다음과 같습니다.

    유무선전화기는 항상 전원이 켜져 있어야 하기 때문에 대기전력 소비가 많습니다. 특히, 무선전화기는 항상 기지국과 연결되어 있어야 하기 때문에 대기전력 소비가 더욱 많습니다. 이러한 대기전력 소비는 에너지 낭비를 초래하고 전기요금을 증가시키는 원인이 됩니다.

    따라서, 에너지이용 합리화법에 따라 유무선전화기는 대기전력 경고표지 대상 제품으로 지정되었습니다. 이를 통해 유무선전화기 사용자들은 에너지 소비를 줄이기 위해 전원을 꺼놓거나 대기모드를 사용하는 등의 에너지 절약 방법을 적극적으로 활용해야 합니다.
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63. 에너지법에서 정한 에너지에 해당하지 않는 것은?

  1. 열
  2. 연료
  3. 전기
  4. 원자력
(정답률: 81%)
  • 에너지법 제2조제1호에서 에너지를 연료, 열 및 전기로 정의하고 있으므로, 원자력은 해당 정의에 포함되지 않습니다.
    오답 노트:
    * 열: 에너지법에서 정한 에너지에 해당합니다.
    * 연료: 에너지법에서 정한 에너지에 해당합니다.
    * 전기: 에너지법에서 정한 에너지에 해당합니다.
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64. 그림의 배관에서 보온하기 전 표면 열전달율(a)이 12.3kcal/m2ㆍhㆍ℃ 이었다. 여기에 글라스울 보온통으로 시공하여 방산열량이 28kcal/mㆍh가 되었다면 보온효율은 얼마인가? (단, 외기온도는 20℃이다.)

  1. 44%
  2. 56%
  3. 85%
  4. 93%
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 보온효율을 계산하는 문제입니다. 보온효율은 보온하기 전의 열손실량과 보온 후의 열손실량을 이용하여 구할 수 있습니다.
    먼저, 보온하기 전의 단위 길이당 열손실량을 계산합니다.
    $$ Q_{uninsulated} = a × (π D) × Δ T $$
    여기에 주어진 값을 대입합니다. 배관 외경 D는 61mm이므로 0.061m입니다. 외기온도는 20℃, 배관 표면온도는 100℃이므로 온도차 ΔT는 80℃입니다.
    $$ Q_{uninsulated} = 12.3 \text{ kcal/m}^2·\text{h}·\text{℃} × (π × 0.061 \text{ m}) × (100 - 20)\text{ ℃} $$
    $$ Q_{uninsulated} \approx 188.59 \text{ kcal/m}·\text{h} $$
    다음으로, 보온효율(η) 공식을 사용하여 계산합니다. 보온 후 방산열량 Q_{insulated}는 28 kcal/mㆍh로 주어졌습니다.
    $$ η = \frac{Q_{uninsulated} - Q_{insulated}}{Q_{uninsulated}} × 100\% $$
    $$ η = \frac{188.59 - 28}{188.59} × 100\% $$
    $$ η \approx 85.15\% $$
    따라서 보온효율은 약 85%입니다.
  • 보온전(Q1)=α*Δt*A=α*(Ti-To)*(π*D*L)=12.3*(100-20)*π*0.061*100=18857kcal/h
    보온후(Q2)=β*L=28*100=2800kcal/h, 단, β: 단위길이당 방산열량
    보온효율(η)=(보온전-보온후)/보온전*100%=Q1-Q2/Q1=1-Q2/Q1=1-2800/18857=0.85=85%
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65. 도염식요는 조업방법에 의해 분류할 경우 어떤 형식에 속하는가?

  1. 불연속식
  2. 반연속식
  3. 연속식
  4. 불연속식과 연속식의 절충형식
(정답률: 71%)
  • 도염식요는 원료를 한 번에 장입하고 제품을 한 번에 배출하는 방식으로, 조업이 연속적으로 이루어지지 않는 불연속식에 해당합니다.
    오답 노트
    * 반연속식: 일부 공정은 연속적이고 일부는 불연속적인 형식으로 오답.
    * 연속식: 원료가 계속 투입되고 제품이 계속 생산되는 형식으로 오답.
    * 불연속식과 연속식의 절충형식: 반연속식과 유사한 의미로, 도염식요의 조업 방식과 달라 오답.
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66. 원관을 흐르는 층류에 있어서 유량의 변화는?

  1. 관의 반지름의 제곱에 반비례해서 변한다.
  2. 압력강하에 반비례하여 변한다.
  3. 점성계수에 비례하여 변한다.
  4. 관의 길이에 반비례해서 변한다.
(정답률: 51%)
  • 원관을 흐르는 층류의 유량은 하겐-푸아죄유(Hagen-Poiseuille) 법칙에 따라 관의 길이에 반비례합니다.
    오답 노트:
    - 관의 반지름의 제곱에 반비례해서 변한다: 관의 반지름의 네제곱에 비례한다.
    - 압력강하에 반비례하여 변한다: 압력강하에 비례하여 변한다.
    - 점성계수에 비례하여 변한다: 점성계수에 반비례하여 변한다.
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67. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지공급자의 수요관리 투자계획에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 한국지역난방공사는 수요관리투자계획 수립대상이 되는 에너지공급자이다.
  2. 연차별 수요관리투자계획은 해당 연도 개시 2개월 전까지 제출하여야 한다.
  3. 제출된 수요관리투자 계획을 변경하는 경우에는 그 변경한 날부터 15일 이내에 변경사항을 제출하여야 한다.
  4. 수요관리투자계획 시행 결과는 다음 연도 6월 말일까지 산업통상자원부장관에게 제출하여야 한다.
(정답률: 61%)
  • 수요관리투자계획 시행 결과는 다음 연도 3월 말일까지 산업통상자원부장관에게 제출하여야 합니다.
    오답 노트:
    * 한국지역난방공사는 수요관리투자계획 수립대상이 되는 에너지공급자이다: 집단에너지사업자로서 수요관리투자계획 수립 대상에 해당합니다.
    * 연차별 수요관리투자계획은 해당 연도 개시 2개월 전까지 제출하여야 한다: 해당 연도 개시 2개월 전까지 제출하는 것이 맞습니다.
    * 제출된 수요관리투자 계획을 변경하는 경우에는 그 변경한 날부터 15일 이내에 변경사항을 제출하여야 한다: 변경한 날부터 15일 이내에 제출하는 것이 맞습니다.
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68. 요로 내에서 생성된 연소가스의 흐름에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가열물의 주변에 저온 가스가 체류하는 것이 좋다.
  2. 같은 흡입 조건 하에서 고온 가스는 천정쪽으로 흐른다.
  3. 가연성가스를 포함하는 연소가스는 흐르면서 연소가 진행된다.
  4. 연소가스는 일반적으로 가열실 내에 충만되어 흐르는 것이 좋다.
(정답률: 70%)
  • 가열 효율을 높이기 위해서는 고온의 연소가스가 가열물 주변에 충분히 접촉하여 열을 전달해야 하므로, 저온 가스가 체류하는 것은 좋지 않습니다.
    오답 노트
    * 같은 흡입 조건 하에서 고온 가스는 천정쪽으로 흐른다: 고온 가스는 밀도가 낮아 부력에 의해 상승하므로 맞는 설명.
    * 가연성가스를 포함하는 연소가스는 흐르면서 연소가 진행된다: 미연소 가스가 존재하면 흐름 중에도 연소가 지속될 수 있으므로 맞는 설명.
    * 연소가스는 일반적으로 가열실 내에 충만되어 흐르는 것이 좋다: 가열 효율을 극대화하기 위해 가열실 전체에 고르게 흐르는 것이 좋으므로 맞는 설명.
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69. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지사용계획을 수립하여 산업통상자원부장관에게 제출하여야 하는 사업주관자가 실시하려는 사업의 종류가 아닌 것은?

  1. 도시개발사업
  2. 항만건설사업
  3. 관광단지개발사업
  4. 박람회 조경사업
(정답률: 76%)
  • 에너지이용 합리화법에 따른 에너지사용계획 수립 대상 사업은 대규모 개발 사업으로, 박람회 조경사업은 이에 해당하지 않습니다.
    오답 노트
    * 도시개발사업: 에너지이용 합리화법 시행령에 명시된 에너지사용계획 수립 대상 사업입니다.
    * 항만건설사업: 에너지이용 합리화법 시행령에 명시된 에너지사용계획 수립 대상 사업입니다.
    * 관광단지개발사업: 에너지이용 합리화법 시행령에 명시된 에너지사용계획 수립 대상 사업입니다.
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70. 샤모트(chamotte) 벽돌의 원료로서 샤모트 이외에 가소성 생점토(生粘土)를 가하는 주된 이유는?

  1. 치수 안정을 위하여
  2. 열전도성을 좋게 하기 위하여
  3. 성형 및 소결성을 좋게 하기 위하여
  4. 건조 소성, 수축을 미연에 방지하기 위하여
(정답률: 75%)
  • 가소성 생점토는 샤모트 입자들을 결합시켜 성형성을 높이고 소결을 촉진합니다.
    오답 노트
    - 치수 안정을 위하여: 가소성 생점토는 건조 및 소성 수축을 유발할 수 있어 오답.
    - 열전도성을 좋게 하기 위하여: 가소성 생점토는 열전도성과 직접적인 관련이 없어 오답.
    - 건조 소성, 수축을 미연에 방지하기 위하여: 가소성 생점토는 건조 및 소성 수축을 증가시키는 경향이 있어 오답.
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71. 일반적으로 압력 배관용에 사용되는 강관의 온도 범위는?

  1. 800℃ 이하
  2. 750℃ 이하
  3. 550℃ 이하
  4. 350℃ 이하
(정답률: 66%)
  • 압력 배관용 강관은 주로 탄소강을 사용하며, 탄소강은 350℃를 초과하는 온도에서 강도 저하 및 크리프 현상이 발생하기 시작하여 안전한 사용이 어렵습니다.
    오답 노트
    * 800℃ 이하: 일반 강관의 사용 온도를 훨씬 초과하여 재료의 강도 유지가 불가능합니다.
    * 750℃ 이하: 일반 강관의 사용 온도를 훨씬 초과하며, 고온 크리프 현상이 심화됩니다.
    * 550℃ 이하: 일반 탄소강관의 사용 온도를 초과하며, 고온용 합금강관에서 고려될 수 있는 온도입니다.
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72. 에너지이용 합리화법에 따라 가스를 사용하는 소형온수보일러인 경우 검사대상기기의 적용 기준은?

  1. 가스사용량이 시간당 17kg을 초과하는 것
  2. 가스사용량이 시간당 20kg을 초과하는 것
  3. 가스사용량이 시간당 27kg을 초과하는 것
  4. 가스사용량이 시간당 30kg을 초과하는 것
(정답률: 80%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙 별표 1에 따라 가스를 사용하는 소형온수보일러의 검사대상기기 적용 기준은 가스사용량이 시간당 17kg을 초과하는 것입니다.
    오답 노트
    - 가스사용량이 시간당 20kg을 초과하는 것: 에너지이용 합리화법상 소형온수보일러의 검사대상 기준이 아니므로 오답.
    - 가스사용량이 시간당 27kg을 초과하는 것: 에너지이용 합리화법상 소형온수보일러의 검사대상 기준이 아니므로 오답.
    - 가스사용량이 시간당 30kg을 초과하는 것: 에너지이용 합리화법상 소형온수보일러의 검사대상 기준이 아니므로 오답.
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73. 에너지이용 합리화법에 따라 열사용기자재 관리에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 계속사용검사는 검사유효기간의 만료일이 속하는 연도의 말까지 연기할 수 있으며, 연기하려는 자는 검사대상기기 검사연기 신청서를 한국에너지공단이사장에게 제출하여야 한다.
  2. 한국에너지공단이사장은 검사에 합격한 검사대상기기에 대해서 검사 신청인에게 검사일부터 7일 이내에 검사증을 발급하여야 한다.
  3. 검사대상기기관리자의 선임신고는 신고 사유가 발생한 날로부터 20일 이내에 하여야 한다.
  4. 검사대상기기의 설치자가 사용 중인 검사대상기기를 폐기한 경우에는 폐기한 날부터 15일 이내에 검사대상기기 폐기신고서를 한국에너지공단이사장에게 제출하여야 한다.
(정답률: 79%)
  • 이 문제는 에너지이용 합리화법에 따른 열사용기자재 관리 규정 중 기간에 대한 암기 사항을 묻는 문제입니다.
    검사대상기기관리자의 선임신고는 신고 사유가 발생한 날로부터 20일 이내가 아니라 30일 이내에 하여야 합니다.
    오답 노트
    * 계속사용검사는 검사유효기간의 만료일이 속하는 연도의 말까지 연기할 수 있으며, 연기하려는 자는 검사대상기기 검사연기 신청서를 한국에너지공단이사장에게 제출하여야 한다.: 에너지이용 합리화법 시행규칙 제31조에 따라 올바른 설명.
    * 한국에너지공단이사장은 검사에 합격한 검사대상기기에 대해서 검사 신청인에게 검사일부터 7일 이내에 검사증을 발급하여야 한다.: 에너지이용 합리화법 시행규칙 제30조에 따라 올바른 설명.
    * 검사대상기기의 설치자가 사용 중인 검사대상기기를 폐기한 경우에는 폐기한 날부터 15일 이내에 검사대상기기 폐기신고서를 한국에너지공단이사장에게 제출하여야 한다.: 에너지이용 합리화법 시행규칙 제33조에 따라 올바른 설명.
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74. 보온재 시공시 주의해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 사용개소의 온도에 적당한 보온재를 선택한다.
  2. 보온재의 열전도성 및 내열성을 충분히 검토한 후 선택한다.
  3. 사용처의 구조 및 크기 또는 위치 등에 적합한 것을 선택한다.
  4. 가격이 가장 저렴한 것을 선택한다.
(정답률: 86%)
  • 보온재는 사용 목적과 환경에 적합한 성능을 갖추는 것이 가장 중요하며, 가격만을 기준으로 선택하는 것은 부적절합니다.
    * 사용개소의 온도에 적당한 보온재를 선택한다: 보온재는 사용 환경의 온도 조건에 맞는 내열성 및 단열 성능을 갖춰야 하므로 올바른 주의사항입니다.
    * 보온재의 열전도성 및 내열성을 충분히 검토한 후 선택한다: 보온재의 핵심 성능인 열전도율과 내열성은 단열 효과와 안전성에 직결되므로 반드시 검토해야 하는 사항입니다.
    * 사용처의 구조 및 크기 또는 위치 등에 적합한 것을 선택한다: 시공 효율성, 설치 용이성, 공간 활용 등을 고려하여 현장 조건에 맞는 형태와 크기의 보온재를 선택해야 하므로 올바른 주의사항입니다.
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75. 에너지이용 합리화법에 따라 연간 에너지사용량이 30만 티오이인 자가 구역별로 나누어 에너지 진단을 하고자 할 때 에너지 진단주기는?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 67%)
  • 연간 에너지사용량이 30만 티오이 이상인 에너지다소비사업자는 에너지이용 합리화법 시행령 별표 4에 따라 3년마다 1회 이상 에너지 진단을 받아야 합니다.
    오답 노트:
    - 1년: 에너지 진단 주기로는 해당 법규에 명시된 주기가 아닙니다.
    - 2년: 에너지 진단 주기로는 해당 법규에 명시된 주기가 아닙니다.
    - 5년: 연간 에너지사용량이 10만 티오이 이상 30만 티오이 미만인 경우에 해당하므로 오답입니다.
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76. 에너지이용 합리화법에 따라 연간 검사대상기기의 검사유효 기간으로 틀린 것은?

  1. 보일러의 개조검사는 2년이다.
  2. 보일러의 계속사용검사는 1년이다.
  3. 압력용기의 계속사용검사는 2년이다.
  4. 보일러의 설치장소 변경검사는 1년이다.
(정답률: 62%)
  • 보일러의 개조검사 유효기간은 1년이므로, 2년이라고 명시된 보기는 틀린 내용입니다.
    오답 노트:
    - 보일러의 계속사용검사는 1년이다.: 실제 유효기간이 1년이므로 올바른 내용입니다.
    - 압력용기의 계속사용검사는 2년이다.: 실제 유효기간이 2년이므로 올바른 내용입니다.
    - 보일러의 설치장소 변경검사는 1년이다.: 실제 유효기간이 1년이므로 올바른 내용입니다.
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77. 다음 중 노체 상부로부터 노구(throat), 샤프트(shaft), 보시(bosh), 노상(hearth)으로 구성된 노(爐)는?

  1. 평로
  2. 고로
  3. 전로
  4. 코크스로
(정답률: 66%)
  • 고로는 철광석을 환원하여 선철을 생산하는 용광로로, 노구, 샤프트, 보시, 노상으로 구성됩니다.
    오답 노트
    - 평로: 주로 고철을 녹여 강철을 생산하는 평평한 형태의 노이므로 오답.
    - 전로: 용선(선철)을 정련하여 강철을 만드는 회전하는 용기 형태의 노이므로 오답.
    - 코크스로: 석탄을 건류하여 코크스를 제조하는 노이므로 오답.
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78. 다음 보온재 중 재질이 유기질 보온재에 속하는 것은?

  1. 우레탄폼
  2. 펄라이트
  3. 세라믹 파이버
  4. 규산칼슘 보온재
(정답률: 67%)
  • 우레탄폼은 유기 화합물인 폴리우레탄을 주성분으로 하는 대표적인 유기질 보온재입니다.
    오답 노트
    - 펄라이트: 화산암을 고온 처리하여 만든 무기질 보온재이므로 오답.
    - 세라믹 파이버: 세라믹을 섬유 형태로 가공한 무기질 보온재이므로 오답.
    - 규산칼슘 보온재: 규산칼슘을 주성분으로 하는 무기질 보온재이므로 오답.
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79. 열처리로 경화된 재료를 변태점 이상의 적당한 온도로 가열한 다음 서서히 냉각하여 강의 입도를 미세화하여 조직을 연화, 내부응력을 제거하는 로는?

  1. 머플로
  2. 소성로
  3. 풀림로
  4. 소결로
(정답률: 74%)
  • 풀림은 재료를 변태점 이상의 온도로 가열한 후 서서히 냉각하여 조직을 연화시키고 내부 응력을 제거하며 입도를 미세화하는 열처리 공정입니다.
    오답 노트
    - 머플로: 간접 가열 방식의 전기로를 지칭하며, 특정 열처리 공정을 의미하지 않습니다.
    - 소성로: 점토나 세라믹 등을 고온으로 가열하여 굳히는 데 사용되는 로입니다.
    - 소결로: 분말 야금에서 분말을 가열하여 고체로 만드는 데 사용되는 로입니다.
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80. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지 사용량이 대통령령으로 정하는 기준량 이상인 자는 산업통상자원부령으로 정하는 바에 따라 매년 언제까지 시ㆍ도지사에게 신고하여야 하는가?

  1. 1월 31일까지
  2. 3월 31일까지
  3. 6월 30일까지
  4. 12월 31일까지
(정답률: 82%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙 제3조에 따라 에너지 사용량이 대통령령으로 정하는 기준량 이상인 자는 매년 1월 31일까지 시ㆍ도지사에게 신고하여야 합니다.
    오답 노트
    - 3월 31일까지: 법정 신고 기한이 아닙니다.
    - 6월 30일까지: 법정 신고 기한이 아닙니다.
    - 12월 31일까지: 법정 신고 기한이 아닙니다.
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5과목: 열설비설계

81. 보일러 사용 중 저수위 사고의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 급수펌프가 고장이 났을 때
  2. 급수내관이 스케일로 막혔을 때
  3. 보일러의 부하가 너무 작을 때
  4. 수위 검출기가 이상이 있을 때
(정답률: 72%)
  • 보일러의 부하가 작으면 증기 발생량이 적어 수위가 급격히 낮아질 가능성이 적습니다.
    오답 노트
    - 급수펌프가 고장이 났을 때: 급수 공급이 중단되어 저수위의 직접적인 원인.
    - 급수내관이 스케일로 막혔을 때: 급수 공급이 원활하지 않아 저수위의 원인.
    - 수위 검출기가 이상이 있을 때: 실제 저수위임에도 정상으로 오인하여 급수 조치가 안 될 수 있어 저수위 사고를 유발.
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82. 인젝터의 장ㆍ단점에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 급수를 예열하므로 열효율이 좋다.
  2. 급수온도가 55℃ 이상으로 높으면 급수가 잘 된다.
  3. 증기압이 낮으면 급수가 곤란하다.
  4. 별도의 소요동력이 필요 없다.
(정답률: 65%)
  • 인젝터는 급수 온도가 너무 높으면 공동현상(cavitation)이 발생하여 급수가 어렵습니다.
    오답 노트
    * 급수를 예열하므로 열효율이 좋다: 인젝터의 장점입니다.
    * 증기압이 낮으면 급수가 곤란하다: 인젝터는 증기압이 낮으면 작동이 어렵습니다.
    * 별도의 소요동력이 필요 없다: 인젝터의 주요 장점입니다.
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83. 보일러 수 내의 산소를 제거할 목적으로 사용하는 약품이 아닌 것은?

  1. 탄닌
  2. 아황산 나트륨
  3. 가성소다
  4. 히드라진
(정답률: 58%)
  • 가성소다는 보일러 수의 pH를 조절하고 스케일 생성을 억제하는 약품이며, 산소 제거 목적의 탈산소제가 아니다.
    오답 노트
    - 탄닌: 유기계 탈산소제로 사용되므로 오답.
    - 아황산 나트륨: 무기계 탈산소제로 사용되므로 오답.
    - 히드라진: 무기계 탈산소제로 사용되므로 오답.
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84. 연소실에서 연도까지 배치된 보일러 부속 설비의 순서를 바르게 나타낸 것은?

  1. 과열기 → 절탄기 → 공기 예열기
  2. 절탄기 → 과열기 → 공기 예열기
  3. 공기 예열기 → 과열기 → 절탄기
  4. 과열기 → 공기 예열기 → 절탄기
(정답률: 68%)
  • 보일러 부속 설비는 연소실에서 연도로 갈수록 배기가스의 온도가 낮아지므로, 고온의 배기가스를 먼저 활용하는 순서로 배치됩니다.
    오답 노트
    - 절탄기 → 과열기 → 공기 예열기: 과열기는 절탄기보다 고온의 배기가스를 사용하므로 순서가 틀림.
    - 공기 예열기 → 과열기 → 절탄기: 공기 예열기는 가장 낮은 온도의 배기가스를 사용하므로 순서가 틀림.
    - 과열기 → 공기 예열기 → 절탄기: 절탄기는 공기 예열기보다 고온의 배기가스를 사용하므로 순서가 틀림.
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85. 최고사용압력이 1.5MPa를 초과한 강철제보일러의 수압시험압력은 그 최고사용압력의 몇 배로 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 59%)
  • 강철제 보일러의 수압시험압력은 최고사용압력의 1.5배로 규정되어 있습니다.
    오답 노트:
    - 2: 강철제 보일러의 수압시험압력 기준과 다릅니다.
    - 2.5: 주철제 보일러의 수압시험압력 기준(최고사용압력의 2.5배)에 해당하므로 오답입니다.
    - 3: 강철제 보일러의 수압시험압력 기준과 다릅니다.
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86. 판형 열교환기의 일반적인 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구조상 압력손실이 적고 내압성은 크다.
  2. 다수의 파형이나 반구형의 돌기를 프레스 성형하여 판을 조합한다.
  3. 전열면의 청소나 조립이 간단하고, 고점도에도 적용할 수 있다.
  4. 판의 매수 조절이 가능하여 전열면적 증감이 용이하다.
(정답률: 49%)
  • 판형 열교환기는 좁은 유로와 복잡한 유동 경로로 인해 압력손실이 크고, 얇은 판과 가스켓 구조로 인해 내압성이 낮습니다.
    오답 노트
    * 다수의 파형이나 반구형의 돌기를 프레스 성형하여 판을 조합한다: 판형 열교환기의 일반적인 구조적 특징입니다.
    * 전열면의 청소나 조립이 간단하고, 고점도에도 적용할 수 있다: 판형 열교환기의 장점 중 하나입니다.
    * 판의 매수 조절이 가능하여 전열면적 증감이 용이하다: 판형 열교환기의 주요 장점 중 하나입니다.
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87. 노통 연관 보일러의 노통 바깥면과 이에 가장 가까운 연관의 면과는 얼마 이상의 틈새를 두어야 하는가?

  1. 5mm
  2. 10mm
  3. 20mm
  4. 50mm
(정답률: 70%)
  • 노통 연관 보일러에서 노통 바깥면과 가장 가까운 연관의 면 사이의 틈새는 보일러의 효율적인 열전달과 안전한 유지보수를 위해 최소 50mm 이상을 유지해야 합니다.
    오답 노트
    - 5mm: 너무 좁아 열전달 효율이 저하되고 청소 및 유지보수가 어려워 오답.
    - 10mm: 너무 좁아 열전달 효율이 저하되고 청소 및 유지보수가 어려워 오답.
    - 20mm: 충분한 틈새가 아니므로 열전달 효율 및 유지보수에 문제가 발생할 수 있어 오답.
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88. 그림과 같이 폭 150mm, 두께 10mm의 맞대기 용접이음에 작용하는 인장응력은?

  1. 2kg/cm2
  2. 15kg/cm2
  3. 100kg/cm2
  4. 200kg/cm2
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 인장응력(Tensile Stress)을 구하는 문제입니다. 인장응력은 작용하는 힘을 단면적으로 나누어 계산합니다.
    $$ σ = \frac{P}{A} $$
    $$ σ = \frac{3000 \text{ kg}}{ (150 \text{ mm} × 10 \text{ mm})} = \frac{3000 \text{ kg}}{ (15 \text{ cm} × 1 \text{ cm})} $$
    $$ σ = 200 \text{ kg/cm}^2 $$
  • 3000/(0.015*0.001)=2,000,000kg/m2=200kg/cm2
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89. 서로 다른 고체 물질 A, B, C인 3개의 평판이 서로 밀착되어 복합체를 이루고 있다. 정상 상태에서의 온도 분포가 그림과 같을 때, 어느 물질의 열전도도가 가장 작은가? (단, 온도 T1=1000℃, T2=800℃, T3=550℃, T4=250℃ 이다.)

  1. A
  2. B
  3. C
  4. 모두 같다.
(정답률: 78%)
  • 이 문제는 정상 상태의 복합 평판에서 열전도도와 온도 분포의 관계를 묻는 문제입니다. 푸리에의 열전도 법칙을 적용하여 각 물질의 열전도도를 비교합니다. 정상 상태에서 각 평판을 통과하는 열전달률(Q)은 동일하며, 평판의 두께(L)와 단면적(A)이 같으므로, 열전도도(k)는 각 물질의 온도 강하(ΔT)에 반비례합니다. 즉, 온도 강하가 클수록 열전도도는 작습니다.
    $$ Q = kA \frac{Δ T}{L} $$
    위 식에서 Q, A, L이 일정하므로, 열전도도 k는 온도 강하 ΔT에 반비례합니다.
    $$ k \propto \frac{1}{Δ T} $$
    각 물질의 온도 강하를 계산합니다.
    $$ - 물질 A의 온도 강하: ΔTA = T1 - T2 = 1000℃ - 800℃ = 200℃ $$
    $$ - 물질 B의 온도 강하: ΔTB = T2 - T3 = 800℃ - 550℃ = 250℃ $$
    $$ - 물질 C의 온도 강하: ΔTC = T3 - T4 = 550℃ - 250℃ = 300℃ $$
    각 물질의 온도 강하를 비교하면 ΔTC (300℃)가 가장 크고, ΔTA (200℃)가 가장 작습니다. 따라서 온도 강하가 가장 큰 물질 C의 열전도도가 가장 작습니다.
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90. 다음 보일러 중에서 드럼이 없는 구조의 보일러는?

  1. 야로우 보일러
  2. 슐저 보일러
  3. 타쿠마 보일러
  4. 베록스 보일러
(정답률: 64%)
  • 드럼이 없는 구조의 보일러는 슐저 보일러입니다. 슐저 보일러는 수직으로 설치되며, 수직으로 설치된 튜브들이 물을 가열하여 증기를 생성합니다. 이러한 구조로 인해 드럼이 필요하지 않으며, 보일러의 크기가 작아지고 무게도 가벼워집니다. 또한, 슐저 보일러는 물이 증기로 변환될 때 생기는 열을 최대한 활용하여 효율적인 가열을 할 수 있습니다. 따라서 슐저 보일러는 공간이 제한된 곳에서도 설치가 가능하며, 경제적이고 효율적인 보일러입니다.
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91. 보일러의 발생증기가 보유한 열량이 3.2×106kcal/h일 때 이 보일러의 상당 증발량은?

  1. 2500kg/h
  2. 3512kg/h
  3. 5937kg/h
  4. 6847kg/h
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 보일러의 발생증기 보유 열량을 이용하여 상당 증발량을 구하는 문제입니다. 상당 증발량은 보일러가 100°C의 물을 100°C의 증기로 증발시키는 데 필요한 열량(증발잠열 539 kcal/kg)을 기준으로 계산합니다.
    $$ 상당 증발량 (kg/h) = \frac{보일러 발생증기 보유 열량 (kcal/h)}{100°C 포화증기의 증발잠열 (kcal/kg)} $$
    $$ 상당 증발량 = \frac{3.2 × 10^6 \text{ kcal/h}}{539 \text{ kcal/kg}} $$
    $$ 상당 증발량 = 5936.92 \approx 5937 \text{ kg/h} $$
  • Ge=Ga(h2-h1)/539=3.2×10^6/539=5936.92≒5937kg/h
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92. 압력용기를 옥내에 설치하는 경우에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력용기와 천장과의 거리는 압력용기 본체 상부로부터 1m 이상이어야 한다.
  2. 압력용기의 본체와 벽과의 거리는 최소 1m 이상이어야 한다.
  3. 인접한 압력용기와의 거리는 최소 1m 이상이어야 한다.
  4. 유독성 물질을 취급하는 압력용기는 1개 이상의 출입구 및 환기장치가 있어야 한다.
(정답률: 60%)
  • 압력용기와 천장과의 거리는 안전한 유지보수 및 점검 공간 확보를 위해 고압가스 안전관리 기준에 따라 1m 이상으로 규정됩니다.
    오답 노트
    * 압력용기의 본체와 벽과의 거리는 최소 1m 이상이어야 한다: 벽과의 거리는 0.3m 이상이어야 하므로 오답.
    * 인접한 압력용기와의 거리는 최소 1m 이상이어야 한다: 인접한 용기와의 거리는 0.3m 이상이어야 하므로 오답.
    * 유독성 물질을 취급하는 압력용기는 1개 이상의 출입구 및 환기장치가 있어야 한다: 압력용기 자체에 출입구가 있을 수 없으며, 환기장치는 설치 장소에 대한 요구사항이므로 오답.
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93. 열의 이동에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전도란 정지하고 있는 물체 속을 열이 이동하는 현상을 말한다.
  2. 대류란 유동 물체가 고온 부분에서 저온 부분으로 이동하는 현상을 말한다.
  3. 복사란 전자파의 에너지 형태로 열이 고온 물체에서 저온 물체로 이동하는 현상을 말한다.
  4. 열관류란 유체가 열을 받으면 밀도가 작아져서 부력이 생기기 때문에 상승현상이 일어나는 것을 말한다.
(정답률: 70%)
  • 열관류는 열이 물체를 통과하는 정도를 나타내는 계수이며, 유체의 밀도 변화로 인한 상승 현상은 대류 현상에 해당한다.
    오답 노트:
    - 전도란 정지하고 있는 물체 속을 열이 이동하는 현상을 말한다: 고체 내부에서 열이 직접 전달되는 현상이므로 맞는 설명.
    - 대류란 유동 물체가 고온 부분에서 저온 부분으로 이동하는 현상을 말한다: 유체의 이동에 의해 열이 전달되는 현상이므로 맞는 설명.
    - 복사란 전자파의 에너지 형태로 열이 고온 물체에서 저온 물체로 이동하는 현상을 말한다: 매개체 없이 전자파 형태로 열이 전달되는 현상이므로 맞는 설명.
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94. 수증기관에 만곡관을 설치하는 주된 목적은?

  1. 증기관 속의 응결수를 배제하기 위하여
  2. 열팽창에 의한 관의 팽창작용을 흡수하기 위하여
  3. 증기의 통과를 원활히 하고 급수의 양을 조절하기 위하여
  4. 강수량의 순환을 좋게 하고 급수량의 조절을 쉽게 하기 위하여
(정답률: 62%)
  • 수증기관에 만곡관을 설치하는 주된 목적은 고온의 증기로 인해 발생하는 관의 열팽창과 수축 작용을 유연하게 흡수하여 배관 시스템의 손상을 방지하기 위함입니다.
    오답 노트
    * 증기관 속의 응결수를 배제하기 위하여: 응결수 배제는 주로 스팀 트랩이나 적절한 배관 경사를 통해 이루어집니다.
    * 증기의 통과를 원활히 하고 급수의 양을 조절하기 위하여: 만곡관은 증기 통과를 원활하게 하는 주된 목적이 아니며, 급수량 조절과는 무관합니다.
    * 강수량의 순환을 좋게 하고 급수량의 조절을 쉽게 하기 위하여: '강수량'은 수증기관과 관련이 없으며, 급수량 조절 기능도 없습니다.
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95. 노통보일러에서 브레이징 스페이스란 무엇을 말하는가?

  1. 노통과 가셋트 스테이와의 거리
  2. 관군과 가셋트 스테이 사이의 거리
  3. 동체와 노통 사이의 최소거리
  4. 가셋트 스테이간의 거리
(정답률: 79%)
  • 브레이징 스페이스는 노통보일러에서 노통과 가셋트 스테이 간의 안전 거리를 의미합니다.
    오답 노트:
    - 관군과 가셋트 스테이 사이의 거리: 브레이징 스페이스는 노통과 가셋트 스테이 사이의 거리이므로 오답.
    - 동체와 노통 사이의 최소거리: 브레이징 스페이스는 노통과 가셋트 스테이 사이의 거리이므로 오답.
    - 가셋트 스테이간의 거리: 브레이징 스페이스는 노통과 가셋트 스테이 사이의 거리이므로 오답.
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96. 보일러 성능시험 시 측정을 매 몇 분마다 실시하여야 하는가?

  1. 5분
  2. 10분
  3. 15분
  4. 20분
(정답률: 76%)
  • 보일러 성능시험 시 측정은 안정적인 데이터 확보와 변화 감지를 위해 10분마다 실시하는 것이 표준입니다.
    오답 노트
    - 5분: 측정 부담 과중
    - 15분: 변화 감지 지연
    - 20분: 정확도 부족
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97. 보일러 급수처리 방법에서 수중에 녹아있는 기체 중 탈기기 장치에서 분리, 제거하는 대표적 용존 가스는?

  1. O2, CO2
  2. SO2, CO
  3. NO3, CO
  4. NO2, CO2
(정답률: 81%)
  • 보일러 급수처리에서 탈기기는 용존 산소(O₂)와 이산화탄소(CO₂)를 제거하여 부식을 방지하는 핵심 장치입니다.
    오답 노트
    * SO₂, CO: 황산화물(SO₂)과 일산화탄소(CO)는 보일러 급수 내 주요 용존 가스가 아니며, 탈기기의 주된 제거 대상이 아닙니다.
    * NO₃, CO: 질산염(NO₃)은 이온 형태이며, 일산화탄소(CO)는 탈기기의 주된 제거 대상이 아닙니다.
    * NO₂, CO₂: 이산화질소(NO₂)는 보일러 급수 내 주요 용존 가스가 아니며, 탈기기의 주된 제거 대상이 아닙니다.
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98. 보일러의 연소가스에 의해 보일러 급수를 예열하는 장치는?

  1. 절탄기
  2. 과열기
  3. 재열기
  4. 복수기
(정답률: 64%)
  • 절탄기는 보일러 연소가스의 폐열을 이용하여 급수를 예열하여 보일러 효율을 높이는 장치입니다.
    오답 노트
    * 과열기: 증기를 과열시켜 건조 포화증기를 과열증기로 만드는 장치이므로 오답.
    * 재열기: 터빈에서 팽창한 증기를 다시 가열하는 장치이므로 오답.
    * 복수기: 터빈을 통과한 증기를 냉각시켜 물로 응축시키는 장치이므로 오답.
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99. 두께 25mm인 철판의 넓기 1m2당 전열량이 매시간 2000kcal가 되려면 양면의 온도차는 얼마여야 하는가? (단, 철판의 열전도율은 50kcal/mㆍhㆍ℃ 이다.)

  1. 1℃
  2. 2℃
  3. 3℃
  4. 4℃
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 푸리에의 열전도 법칙을 적용하여 철판 양면의 온도차를 구합니다.
    $$ Δ T = \frac{Q · d}{k · A} $$
    $$ Δ T = \frac{2000 \text{ kcal/h} · 0.025 \text{ m}}{50 \text{ kcal/m}·\text{h}·\text{℃} · 1 \text{ m}^2} $$
    $$ Δ T = 1 \text{ ℃} $$
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100. 보일러 안전사고의 종류가 아닌 것은?

  1. 노통, 수관, 연관 등의 파열 및 균열
  2. 보일러 내의 스케일 부착
  3. 동체, 노통, 화실의 압궤 및 수관, 연관 등 전열면의 팽출
  4. 연도가 노 내의 가스폭발, 역화 그 외의 이상연소
(정답률: 83%)
  • 보일러 내의 스케일 부착은 보일러 안전사고의 직접적인 종류가 아니라 사고의 원인 또는 결과에 해당합니다.
    오답 노트
    - 노통, 수관, 연관 등의 파열 및 균열: 보일러의 주요 압력부 파손으로 인한 안전사고입니다.
    - 동체, 노통, 화실의 압궤 및 수관, 연관 등 전열면의 팽출: 보일러 압력부의 변형 및 손상으로 인한 안전사고입니다.
    - 연도가 노 내의 가스폭발, 역화 그 외의 이상연소: 연소 과정의 이상으로 발생하는 폭발 사고입니다.
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